UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA

FACULTAD DE INGENIERÍA DE PROCESOS

ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA

“Extracción, Caracterización fisicoquímica del aceite esencial del fruto

del molle y su aplicación como crema repelente de mosquitos”

Tesis Presentada por los bachilleres:

Ramos Peñaloza Heymi Tatiana

Reinoso Talavera Oswaldo Alfredo

Para optar el título profesional de.

INGENIEROS QUÍMICOS

AREQUIPA – PERÚ

2013

PRESENTACIÓN

Sr. Decano de la Facultad de Ingeniería de Procesos.

Sr. Director de la Escuela Profesional de Ingeniería Química.

Srs. Miembros del Jurado.

Cumpliendo con el Reglamento de Grados y Títulos de la Facultad de Ingeniería de

Procesos de la Escuela Profesional de Ingeniería Química - UNSA ponemos en vuestra

consideración y en particular a de los miembros del jurado el trabajo de investigación

titulado: “Extracción, Caracterización fisicoquímica del aceite esencial del fruto del

molle y su aplicación como crema repente de mosquitos” el que de contar con su

venia, esperamos nos permita obtener el título profesional de Ingenieros Químicos y

pueda ser usado para el desarrollo académico de nuestra universidad en el área de

recursos naturales, cumpliendo con los objetivos propuestos.

Atentamente,

…………………………………. ………………………………………

Ramos Peñaloza Heymi Tatiana. Reinoso Talavera Oswaldo Alfredo.

A Dios por ser mi guía.

A mi familia por ser mi fuerza y apoyo en cada paso que doy, a ustedes les

dedico el esfuerzo y dedicación puestos en todos mis proyectos.

A todos mis amigos con los que compartí experiencias y conocimientos a lo

largo de éste camino.

A la Universidad Nacional de San Agustín por brindarme las enseñanzas

adquiridas a lo largo de estos años.

Heymi Tatiana Ramos

Peñaloza

A Dios por ser mi protector y guía en toda mi vida.

A mi Madre Lourdes que me dio la vida y que sin su apoyo no podría haber

terminado mi carrera.

A mis hermanos Suhelem y Luis que los amo mucho y me apoyaron

incondicionalmente siempre.

A mi padre Alfredo por sus consejos.

A todos mis amigos que conocí en el camino de la Universidad y que llegaron

algunos a ser como mis hermanos.

A mi alma mater la Universidad Nacional de San Agustín a la que me debo.

Oswaldo Alfredo Reinoso Talavera

INTRODUCCION

La producción mundial de los aceites esenciales es de miles de toneladas

anuales, es decir estamos ante un mercado de indudable importancia económica y

tamaño considerable, incluso en zonas pobres y deprimidas se intenta introducir el

cultivo de plantas aromáticas y la obtención de aceites esenciales como forma de

aumentar las perspectivas de la población y la riqueza del país. Países como el Perú

donde sus bondades climatológicas y características agrícolas permiten el desarrollo

de recursos botánicos aromáticos es necesario continuar con los estudios de obtención y

aplicación de los aceites esenciales.

Una de las aplicaciones que tiene el aceite esencial de molle es de repelente de

insectos, por lo cual buscamos maximizar la extracción de aceite de los frutos para

poder aplicarlo en la elaboración de una crema repelente de mosquitos ya que en lugares

de esparcimiento al aire libre el ser humano se encuentra afectado por la presencia de

éstos que son una molestia para el normal desarrollo de sus actividades debido a la

incomodidad que generan sus picaduras y en algunos casos, para ciertas personas,

pueden ocasionar problemas más severos como reacciones alérgicas, edemas y hasta

urticarias.

En el mercado existen, en su mayoría, repelentes de tipo sintéticos que tienen como

principio activo el DEET (Dietiltoluamida) y muy pocos repelentes naturales.

La creciente toma de conciencia acerca del deterioro ambiental y los problemas para la

salud que éstos ocasionan, han contribuido a originar un vuelco hacia lo natural.

Es por ello que se busca obtener una crema repelente en base al aceite esencial del molle

que tenga un porcentaje de protección similar o mejor a los del mercado.

RESUMEN

En la primera etapa que fue la obtención de aceite esencial de los frutos del árbol de

molle, maximizando el rendimiento de extracción, se hacía necesario conocer y

controlar el rol de las variables involucradas en la extracción, de esta manera la

realización del presente trabajo permitió determinar que a una humedad de 15%, a un

tamaño de partícula de 3 mm y a un tiempo de extracción de 90 minutos se obtiene los

mayores rendimientos de extracción (6.92 %).

El modelo matemático que se encontró para la extracción fue lineal y se denota a

continuación:

Rendimiento=1.21T p+0.031t e+0.59

Donde:

Tp: Tamaño de partícula (mm)

te: tiempo de extracción (min)

De este modelo se desprende que las variables significativas son el tamaño de partícula

y tiempo de extracción y no toma en cuenta a la humedad para los niveles planteados.

En la segunda etapa de la investigación se determinó de las propiedades fisicoquímicas

fundamentales donde se obtuvieron los siguientes resultados:

PROPIEDAD RANGOASPECTO Liquido límpido y brillanteCOLOR De incoloro a amarillo pálidoOLOR Muy acentuado al olor de molleSABOR Astringente y picanteDENSIDAD RELATIVA 20/20ºC 0,8404INDICE DE REFRACCIÓN 20ºC 1,4780SOLUBILIDAD EN ETANOL ml aceite/ml alc Hasta 80 %RESIDUO DE EVAPORACION 8.02DESVIACIÓN POLARIMETRICA 20ºC(Solución de 0.1 % en etanol absoluto) +0.3

INDICE DE ACIDEZ (porcentaje como ácido oleico) 1,49INDICE DE PEROXIDO (meq de O2 / Kg de muestra) No se identificóINDICE DE ESTER 19.13

Fuente: Elaboración Propia.

En esta etapa también se realizó una cromatografía gaseosa con detección de masas

donde el aceite esencial analizado arrojo los siguientes componentes:

ANALISIS RESULTADO

DETERMINACION CUANTITATIVA DE METABOLITOS SECUANDARIOS (%)Cromatografía gaseosa con detección de masas, método de cuantificación, por normalización interna (área)

Alfa pineno (3.69%) Beta mirceno (32.16%) Alfa felandreno (45.34) Benceno, 1-metil-3-(1-metiletil) (1.81%) Beta felandreno (11.54%) Cariofileno (2.59%) Naftaleno, 1,2,3,5,6,8a-hxahidro-4,7 (1.84%) Ciclohexanometanol, 4-etenil-alfa (1.02 %)

Fuente: Elaboración Propia

Donde el componente activo de la crema repelente viene a ser el Alfa pineno y está en

una proporción del 3.69 %.

En la tercera etapa de la investigación se determinó la crema con mejor extensibilidad y

viscosidad para poder usarla en la cuarta parte de la investigación, de esta manera la

realización del presente trabajo permitió determinar que con 80 % de fase acuosa, 70 C

de temperatura de mezcla y 15 min de agitación se obtiene la mejor extensibilidad y

viscosidad de la crema.

Esta etapa dio lugar a dos modelos matemáticos lineales:

Extensibilidad=10801.42−128.452 P fa−270.27 T m+3.861 P faT m

Viscosidad=35487.5−242.125 Pfa−40.25t ag

Donde:

Pfa: Porcentaje de la fase acuosaT m : Temperatura de mezclat ag : Tiempo de agitación

Este trabajo permitió conocer que las variables significativas en la elaboración de la

crema son porcentaje de la fase acuosa y la temperatura de mezcla para la extensibilidad

y el porcentaje de la fase acuosa y el tiempo de agitación para la viscosidad todo esto

para los niveles planteados.

En la cuarta etapa de la investigación se comparó el porcentaje de protección de la

crema repelente con tres repelentes del mercado, dando los siguientes resultados:

REPELENTE GENERO DE LA PERSONA

PORCENTAJE DE

PROTECCION

4 hr

R1 M 93.75R1 F 97.44R2 M 95.12R2 F 100R3 M 94.0R3 F 97.73F1 M 91.11F1 F 90.32F2 M 95.0F2 F 97.06F3 M 97.22F3 F 97.56

Fuente: Elaboración Propia

Donde:

R1: Repelente en spray, tiene como principio activo DEET (Dietiltoluamida al

14.994%)

R2: Repelente en crema, tiene como principio activo DEET (Dietiltoluamida pero no

especifica concentración)

R3: Repelente en crema, tiene como principio activo Butilacetilaminopropianato de

etilo al 15%

F1: Formulación en crema con 6 % de aceite esencial de molle

F2: Formulación en crema con 8 % de aceite esencial de molle

F3: Formulación en crema con 10 % de aceite esencial de molle

La investigación permitió conocer que la formulación N3 con 10 % de aceite esencial

tiene un porcentaje de protección muy similar al Relente comercial N2 y está por

encima de los repelentes uno y tres, lo que hace competitivo nuestro producto en el

mercado.

INDICE DEL CONTENIDO

CAPITULO I.......................................................................................................................1

CONSIDERACIONES GENERALES......................................................................................1

1.1. Definición del problema...............................................................................................1

1.2. Título del estudio..........................................................................................................2

1.3. Objetivos.......................................................................................................................2

1.3.1. Objetivo general...................................................................................................2

1.3.2. Objetivos específicos............................................................................................2

1.4. Hipótesis.......................................................................................................................3

1.5. Justificación de la investigación....................................................................................3

1.5.1. Justificación tecnológica.......................................................................................3

1.5.2. Justificación ecológica..........................................................................................3

1.5.3. Justificación socio-económica...............................................................................4

1.6. Tipo de investigación....................................................................................................4

1.7. Alcance.........................................................................................................................4

CAPITULO II......................................................................................................................5

MARCO CONCEPTUAL......................................................................................................5

2.1. ÁRBOL DEL MOLLE (Schinnus Molle Linneo).................................................................5

2.1.1. Generalidades.......................................................................................................5

2.1.2. Origen e historia...................................................................................................6

2.1.3. Descripción y características de la planta.............................................................8

2.1.4. Clasificación sistemática.....................................................................................11

2.1.5. Aspecto agronómico...........................................................................................12

2.1.6. Composición del fruto del Schinus molle l..........................................................16

2.1.7. Usos de la semilla o fruto de Shinus molle l........................................................17

2.2. EXTRACCIÓN POR ARRASTRE CON VAPOR..................................................................19

2.2.1. Principio teórico de la destilación.......................................................................19

2.2.2. Sistema inmiscible..............................................................................................23

2.2.3. Teoría de la destilación intermitente por vapor.................................................23

2.2.4. Tipos de destilación intermitente por vapor......................................................25

2.2.5. Acción del vapor sobre la materia vegetal..........................................................31

2.2.5.1. Influencia sobre el tipo de materia prima.......................................................31

2.2.5.2. Resistencia al paso del vapor..........................................................................32

2.2.5.3. Influencia de difusión osmótica......................................................................33

2.2.5.4. Flujo óptimo de vapor.....................................................................................33

2.3. ACEITES ESENCIALES...................................................................................................34

2.3.1. Generalidades.....................................................................................................34

2.3.2. Génesis de las esencias vegetales.......................................................................35

2.3.3. Quimismo biogenético de las esencias vegetales...............................................37

2.3.4. Distribución de las esencias en las plantas.........................................................40

2.3.5. Factores que afectan el contenido del aceite.....................................................40

2.3.5.1. Influencias externas sobre la composición de las esencias.............................40

2.3.6. Clasificación de los aceites esenciales................................................................40

2.3.7. Composición de los aceites esenciales...............................................................44

2.3.8. Usos de los aceites esenciales............................................................................45

2.3.9. Estabilización de los aceites esenciales..............................................................46

2.3.9.1. Uso de Desecantes..........................................................................................46

2.3.9.2. Uso de Antioxidantes......................................................................................47

2.4. ACEITE ESENCIAL DE SCHINUS MOLLE L......................................................................48

2.4.1. Antecedentes......................................................................................................48

2.4.2. Propiedades del aceite esencial del Schinus molle l...........................................48

2.4.3. Componentes del aceite esencial del Schinus molle l.........................................52

2.4.4. Usos y posibilidades del aceite esencial de Schinus molle..................................55

2.5. REPELENTES................................................................................................................57

2.5.1. Tipos de repelentes disponibles.........................................................................57

2.5.2. Aplicación de Repelentes de Mosquitos.............................................................58

2.5.3. El DEET (Dietiltoluamida)...................................................................................59

2.6. CREMAS......................................................................................................................61

2.6.1. Generalidades.............................................................................................................61

2.6.2. Clasificación................................................................................................................62

2.6.3. Excipiente...................................................................................................................62

2.6.3.1. Tipos de excipientes............................................................................................62

2.6.4. Principios activos........................................................................................................63

2.6.5. Aditivos.......................................................................................................................63

2.6.6. Componentes y elaboración de cremas......................................................................63

2.6.7. Controles Físicos de Cremas.......................................................................................66

CAPITULO III...................................................................................................................68

DESARROLLO EXPERIMENTAL........................................................................................68

3.1. GENERALIDADES.........................................................................................................68

3.2. PLANIFICACION DE LA EXPERIMENTACIÓN.................................................................68

3.2.1. PLANIFICACION DE LA PRIMERA ETAPA......................................................................69

3.2.2. Objetivo..............................................................................................................69

3.2.3. Determinación de las variables...........................................................................69

3.2.5. Procedimiento experimental..............................................................................73

3.3. PLANIFICACION DE LA SEGUNDA ETAPA.....................................................................76

3.3.1. Objetivo..............................................................................................................76

3.3.2. Procedimiento Experimental..............................................................................76

3.4. PLANIFICACION DE LA TERCERA ETAPA......................................................................77

3.4.1. Objetivo..............................................................................................................77

3.4.2. Determinación de variables................................................................................77

3.4.2.1. Proporción de las fase acuosa........................................................................78

3.4.2.2. Temperatura de mezcla..................................................................................79

3.4.2.3. Tiempo de agitación.......................................................................................79

3.4.3. Determinación del método o diseño experimental............................................79

3.4.4. Procedimiento experimental..............................................................................81

3.5. PLANIFICACION DE LA CUARTA ETAPA.......................................................................84

3.5.1. Objetivo..............................................................................................................84

3.5.2. Fundamento.......................................................................................................84

3.5.3. Determinación de variables................................................................................84

3.5.4. Determinación del número de experimentos.....................................................85

3.5.5. Procedimiento experimental..............................................................................86

3.5.6. RECURSOS PARA LA INVESTIGACIÓN..........................................................................86

3.5.7. Recursos Materiales...........................................................................................86

3.5.8. Recursos Humanos.............................................................................................88

CAPITULO IV...................................................................................................................89

TRATAMIENTO E INTERPRETACION DE RESULTADOS....................................................89

4.1. Generalidades.............................................................................................................89

4.2. Resultados de la primera etapa: Extracción del aceite esencial de molle...................89

4.2.1. Molienda del fruto del molle:.............................................................................89

4.2.2. Resultados obtenidos en la práctica...................................................................92

4.2.2.1. Desarrollo del diseño factorial........................................................................94

4.2.3. Discusión de la primera etapa............................................................................98

4.3. Resultados de la segunda etapa: Caracterización del aceite esencial de molle........100

4.3.1. Discusión de la segunda etapa..................................................................................100

4.4. Resultados de la tercera etapa: Formulación de la crema repelente.......................107

4.4.1. Desarrollo del diseño factorial..........................................................................107

4.4.2. Desarrollo del diseño factorial para la extensibilidad.......................................107

4.4.3. Desarrollo del diseño factorial para la viscosidad.............................................110

4.4.4. Discusión de la tercera etapa............................................................................114

4.5. Resultados de la cuarta etapa: Pruebas de protección y comparación con otros repelentes del mercado........................................................................................................116

4.5.1. Pruebas con Repelentes del mercado...............................................................116

4.5.2. Pruebas con la crema formulada......................................................................116

4.5.3. Comparación de los porcentajes de protección de las formulaciones y repelentes del mercado...................................................................................................117

4.5.4. Discusión cuarta etapa.....................................................................................118

CAPITULO V..................................................................................................................119

COSTOS DE LA INVESTIGACIÓN....................................................................................119

5.1. Fuente de financiamiento.........................................................................................119

5.1.1. Costos Directos.................................................................................................119

5.1.2. Costos Indirectos..............................................................................................120

5.2. INVERSIÓN................................................................................................................120

5.3. FINANCIAMIENTO.....................................................................................................120

CONCLUSIONES............................................................................................................121

RECOMENDACIONES....................................................................................................124

BIBLIOGRAFÍA..............................................................................................................125

ANEXOS........................................................................................................................128

ANEXO N°1...................................................................................................................129

Ensayos de Laboratorio para la Caracterización del aceite esencial del fruto del molle.....................................................................................................................................129

ANEXO N°2...................................................................................................................133

Ensayo de laboratorio para la determinación de humedad de la semilla de molle....133

ANEXO N°3...................................................................................................................136

Informes de Ensayos....................................................................................................136

ANEXO N°4...................................................................................................................139

Normas Técnicas Usadas.............................................................................................139

INDICE DE FIGURAS

Figura 1. Mapa de ubicación del Schinus Molle L.......................................................................14Figura 2. Vista en corte de la semilla de molle...........................................................................17Figura 3. Destilador para extracción con corriente de vapor.....................................................26Figura 4. Destilador para extracción por arrastre de vapor........................................................27Figura 5. Usos de los aceites esenciales.....................................................................................46Figura 6. Aplicaciones industriales del Aceite de Schinus molle l...............................................56Figura 7. Diagrama de flujo de la extracción de aceite esencial de molle..................................73Figura 8. Equipo de Extracción por Arrastre de Vapor usado en laboratorio.............................74Figura 9. Molinos para granos....................................................................................................89Figura 10. Semilla de molle entera.............................................................................................91Figura 11. Semillas de molle molidas a tres diferentes aberturas del molino............................91Figura 12. Volumen de aceite esencial vs tiempo......................................................................92Figura 13. Rendimiento vs Numero de extracción.....................................................................93Figura 14. Porcentaje de protección para diferentes repelentes.............................................118

INDICE DE TABLAS

Tabla 1. Usos medicinales tradicionales de las diferentes partes de la planta.............................7Tabla 2. Descripción morfológica del molle................................................................................11Tabla 3. Clasificación sistemática del molle................................................................................11Tabla 4. Análisis Bromatológico del Schinus Molle L..................................................................17Tabla 5. Clasificación por flores, plantas y agrios.......................................................................41Tabla 6. Clasificación por granos, semillas, especies, maderas, cortezas, raices y hojas............42Tabla 7. Esencias volátiles..........................................................................................................43Tabla 8. Esencias medias............................................................................................................43Tabla 9. Esencias fijas.................................................................................................................44Tabla 10. Rendimientos de extracción por arrastre con vapor...................................................48Tabla 11. Propiedades fisicoquímicas encontradas....................................................................48Tabla 12. Propiedades fisicoquímicas encontradas del aceite esencial de molle.......................49Tabla 13. Metabolitos primarios y secundarios encontrados.....................................................49Tabla 14. Propiedades fisicoquímicas encontradas por Fritzche................................................50Tabla 15. Propiedades fisicoquímicas encontradas por Schimel................................................51Tabla 16. Propiedades fisicoquímicas encontradas por Davidson y Montes..............................51Tabla 17. Metabolitos Primarios y secundarios encontrados por Davidson y Montes...............52Tabla 18. Diferencias Entre un Repelente Natural y un Repelente Sintético..............................58Tabla 19. Emulsificantes usados en la industria.........................................................................65Tabla 20. Abertura del molino y dimensiones de la semilla.......................................................70Tabla 21. Factores y niveles del diseño experimental................................................................71Tabla 22. Diseño factorial de la experimentación......................................................................72Tabla 23. Propiedades fisicoquímicas aceite esencial de molle a determinar............................76Tabla 24. Métodos INDECOPI Empleados...................................................................................76Tabla 25. Componentes de la crema y su función......................................................................77Tabla 26. Formulaciones de la Crema Repelente.......................................................................78Tabla 27. Variables y Niveles de la 3ra Etapa.............................................................................80Tabla 28. Diseño factorial de la experimentación......................................................................81Tabla 29. Formato para la recolección de datos de la tercera etapa..........................................83Tabla 30. Variables y Niveles-4ta Etapa......................................................................................84Tabla 31. Porcentajes de Protección..........................................................................................85Tabla 32. Porcentaje de protección para repelentes del mercado.............................................86Tabla 33. Medidas de la semilla entera de Molle.......................................................................90Tabla 34. Medidas de la semilla de Molle molida a una abertura de molino de 1mm...............90Tabla 35. Medidas de la semilla de Molle molida a una abertura de molino de 2mm...............90Tabla 36. Medidas de la semilla de Molle molida a una abertura de molino de 3mm...............91Tabla 37. Volumen de aceite esencial extraído en diferentes tiempos......................................92Tabla 38. Rendimientos de aceite esencial extraído..................................................................93Tabla 39. Datos experimentales para resolución del sistema factorial lineal.............................94Tabla 40. Transformación de variables.......................................................................................94Tabla 41. Análisis del diseño factorial lineal...............................................................................96Tabla 42. Propiedades Fisicoquímicas encontradas del Aceite Esencial de Molle....................100Tabla 43. Comparación de propiedades fisicoquímicas del aceite obtenido y de bibliografía. 101Tabla 44. Metabolitos secundarios encontrados en el aceite esencial extraído......................103Tabla 45. Comparación de componentes del aceite esencial obtenido y de bibliografía.........106Tabla 46. Toma de datos de la tercera etapa..........................................................................107Tabla 47. Transformación de variables.....................................................................................107Tabla 48. Análisis del diseño factorial lineal para la extensibilidad..........................................108Tabla 49. Análisis del diseño factorial lineal para la viscosidad................................................110

Tabla 50. Recolección de datos de la tercera etapa.................................................................113Tabla 51. Porcentajes de Protección de los repelentes del mercado.......................................116Tabla 52. Porcentajes de Protección de las cremas formuladas...............................................116Tabla 53. Comparación de repelentes formulados con repelentes del mercado.....................117Tabla 54. Resumen Costos Directos.........................................................................................119Tabla 55. Costos Indirectos......................................................................................................120Tabla 56. Determinación de la solubilidad en etanol...............................................................130

CAPITULO I

CONSIDERACIONES GENERALES

1.1. Definición del problema

Se sabe de las propiedades del molle como repelente, pero se viene

usando mayormente de manera directa o casera, es por ello que se busca

procesarlo para la obtención de un repelente natural, sin embargo para la

obtención del aceite esencial del fruto del molle, maximizando el rendimiento

de extracción, se hace necesario conocer y controlar el rol de las variables

involucradas y la interrelación de las mismas, como son: Tamaño de partícula,

humedad y tiempo, de igual modo no se tiene definido la concentración de

aceite esencial que se debe añadir a una presentación en crema para que tenga

un porcentaje de protección similar a los del mercado.

1

1.2. Título del estudio

“Extracción, Caracterización fisicoquímica del aceite esencial del fruto del

molle y su aplicación como crema repelente de mosquitos”

1.3. Objetivos

1.3.1. Objetivo general

Obtener el aceite esencial del fruto del molle por el método de

arrastre con vapor, determinando los niveles de las variables que

maximizan la extracción, realizando su caracterización fisicoquímica

y evaluando su aplicación en la formulación de una crema repelente

de mosquitos que tenga un porcentaje de protección similar o

superior a los del mercado.

1.3.2. Objetivos específicos

Obtener el aceite esencial del fruto del molle por el método de

arrastre con vapor, evaluando los niveles planteados para las

variables: porcentaje de humedad, tiempo de extracción y tamaño de

partícula en el rendimiento de la extracción.

Desarrollar el diseño factorial con replica en el punto central para

hallar el modelo matemático que representa al rendimiento de la

extracción.

Realizar la caracterización fisicoquímica del aceite esencial de molle

obtenido.

Elaborar una crema repelente evaluando los niveles planteados para

las variables: fase acuosa, temperatura de mezcla y tiempo de

agitación en la viscosidad y extensibilidad de la crema.

Desarrollar el diseño factorial con replica en el punto central para

hallar el modelo matemático que represente a la viscosidad y luego a

la extensibilidad de la crema.

2

Comparar el porcentaje de protección de las cremas elaboradas

frente a otros repelentes del mercado.

1.4. Hipótesis

De las variables: humedad, tamaño de partícula y tiempo de extracción se

desprende que el tamaño de partícula es la variable más significativa dentro del

proceso de extracción de aceite esencial del molle, siendo las partículas de

mayor tamaño y menor humedad con las que se obtiene un mejor rendimiento.

En la composición química del aceite esencial de molle, se encuentran

componentes que causan repelencia sobre los mosquitos como son el limoneno y

el pineno, a una concentración no mayor al 10% de aceite esencial en la crema

se obtendrá un porcentaje de protección igual al de los repelentes del mercado.

1.5. Justificación de la investigación

1.5.1. Justificación tecnológica

La presente investigación nos permitirá desarrollar la tecnología

adecuada para la extracción del aceite esencial de los frutos del molle al

conocerse los niveles de las variables más significativos para

posteriormente escalarlo a una planta industrial. Asimismo nos brindará

una nueva alternativa en el desarrollo de cremas repelentes con alto

porcentaje de protección en base a materias primas naturales.

1.5.2. Justificación ecológica.

La picadura de los mosquitos aún sin transmitir enfermedades puede

causar problemas ya sea por el efecto tóxico que tiene la sustancia que

introduce el mosquito en la picadura para que la sangre no se coagule o

por desencadenar reacciones alérgicas en algunas personas como edemas

o urticarias.

3

Los repelentes en su gran mayoría tienen como principio activo el

DEET, el cual según el Centro Nacional de Información de Pesticidas de

EEUU (NPIC) es absorbido por la piel de las personas; además se

determinó que para los peces de agua dulce e insectos es tóxico a niveles

altos. Dadas estas circunstancias y a la importancia de sustituir productos

sintetizados por naturales se brindará una nueva alternativa para la

formulación de repelentes con principios activo respetuosos con el medio

ambiente.

1.5.3. Justificación socio-económica.

El árbol de molle es un recurso abundante y de fácil adquisición que no

está siendo aprovechado. Se le puede dar valor agregado creando una

industria alternativa para ésta materia prima y puede constituir una nueva

fuente de ingreso para el agricultor que actualmente no obtiene

beneficios por tener éste recurso en sus tierras.

El mercado de productos naturales está en rápido crecimiento y por ello

la introducción de éste repelente tiene altas posibilidades de una buena

aceptación entre los consumidores.

1.6. Tipo de investigación.

Científico – tecnológico.

1.7. Alcance.

La investigación se llevará a efecto a nivel de laboratorio; difundiéndose sus

conclusiones a efecto de que los interesados puedan continuar con los estudios

de escalamiento y producción.

4

CAPITULO II

MARCO CONCEPTUAL

2.1. ÁRBOL DEL MOLLE (Schinnus Molle Linneo)

2.1.1. Generalidades

El Schinus molle L. también conocido como mulli, cullash o

simplemente molle.

Etimológicamente la voz mulli es de origen Quechua y de ella viene la voz

molle, la palabra molle tiene origen en la lengua quiché, y que viene de las raíces

“mo” que significa cierta clase de mosquitos, “le” hojas, por lo que se llama hoja

con mosquitos.

MOSTACERO (1), Schinus molle l., “molle” pimentero falso, árbol de

hermoso porte, oriundo de América del Sur. En América Central donde fue

introducido por los españoles le llaman “Piru”.

Pertenece a la familia de las Anacardiáceas, Genero Schinus con 30 especies de

América del sur, con una especie que se extiende hasta México; en el Perú se

conocen cinco cuyos nombres son los siguientes:

1. Schinus molle L. “árbol de la vida”

2. Schinus Microphyllus “checche”

3. Schinus Pearcei “molle”

4. Schinus Polygamus “apantancar”

5. Schinus Andinus

5

El nombre “Pepper tree” no es una denominación valida pues según “Pepper

tree” (El árbol de pimienta) es el nombre común para tres especies de árbol en

familias separadas: Drimys lanceolata en la familia Winteraceae, de Australia y

Tasmania; Macropiper excelsum en la familia Piperaceae, de Nueva Zelanda,

creciendo a 6 m (20 ft); y Schinus molle en la familia Anacardiáceas, un árbol

siempre verde de los Andes Peruanos que se ha introducido ampliamente en

muchos regiones tropicales secas. Su pequeña fruta, en racimos terminales,

parecen granos de pimienta.

2.1.2. Origen e historia

Según GARCILAZO DE LA VEGA (2) los antiguos peruanos cultivaron

el árbol de mulli o molle por el aspecto particular de las arboledas de esta planta.

Por los frutos con los que hacían una bebida fermentada llamada “chicha de

molle”, la que se preparaba frotando los frutos maduros entre las manos, en agua

caliente hasta que el agua tuviera sabor dulzaino, procurando no disolver el

amargo de estos frutos. El líquido era filtrado y dejado fermentar durante tres o

cuatro días. Esta chicha se bebía sola o mezclada con chicha de maíz; se tomaba

ordinariamente y también por sus propiedades medicamentosas para males de

riñones y vejiga. Evaporando el líquido usado para preparar la chicha obtenían

un jarabe espeso, la miel de molle de la que gustaron, llevando más lejos la

fermentación preparaban vinagre. Las hojas más tiernas se empleaban para

limpiarse los dientes y “apretar las encías”. El cocimiento de las hojas se

empleaba en el tratamiento de muchas enfermedades de la piel y de las úlceras

rebeldes. De las ramas preparaban mondadientes. El látex recién extraído se

empleaba para extirpar “la nube” de los ojos; el látex desecado que constituye la

llamada resina de molle, se empleaba como emplasto resolutivo y favorecedor

de la cicatrización de las heridas; esta resina disuelta en agua se tomaba como

purgante.

Según BERNABÉ COBO (3), la resina se empleaba en los

embalsamientos, pero no hay pruebas al respecto; también la resina se usaba a

manera de supositorios para combatir los gusanos intestinales. La corteza del

tronco se empleaba en cocimiento para deshinchar las piernas.

6

El cocimiento de la raíz con las cortezas del tronco, ramas y hojas, se

usaba para teñir tejidos de amarillo pálido.

ALDAVE (4), los antiguos peruanos preparaban con los frutos una

bebida fermentada, la “chicha de molle”, a la que le atribuían propiedades

medicamentosas.

La tintura de los frutos se usa contra el reumatismo a modo de

frotaciones. La oleorresina contenida en la corteza, se usa para obturar muelas

cariadas asimismo es purgante, a este producto se le llama también “Almaciga

americana” y tiene usos industriales.

CERRATE (5), el cocimiento de las hojas y ramas de molle, se lavan en

las mañanas los pezones de las vacas lecheras cuando se agrietan por la baja

temperatura durante los meses de heladas en la sierra. Con el cocimiento tibio se

hacen gárgaras para quitar el dolor de la garganta. La resina facilita la

cicatrización de las heridas.

GIBAJA (6), Los antiguos peruanos fueron grandes tejedores y tintoreros

que utilizaron pigmentos de plantas entre ellas destaca el Schinus molle “molle”.

LOCK (7), en el Perú antiguo tenemos los Textiles paracas, que a juzgar

por los efectos conseguidos en sus telas, cerca de 190 tonos (verde y amarillo)

fueron obtenidos de la rama de molle.

Tabla 1. Usos medicinales tradicionales de las diferentes partes de la planta

Uso TerapéuticoParte

EmpleadaPreparación

Administración

y dosis

Afecciones

respiratorias

Yemas y ramas

jóvenesCocimiento

Uso externo:

Gargarismo

Antirreumático Hojas y Frutos Cocimiento Bebida

Antiparásito Tallo y semillas Cocimiento Jarabe

Hepatitis Hojas Infusión- Macerado Bebida

Cicatrizante Corteza y Hojas Resina-MolidosUso externo:

Emplastos

Desinflamante

oftalmológicoCorteza Látex

Uso externo:

Colirio

Depurativo Planta Cocimiento Bebida

Hemostático Fruto CocimientoUso externo:

Lavados

7

Fuente: Pallardel.

2.1.3. Descripción y características de la planta.

LOZANO (8), el Schinus molle L. es una especie vegetal muy difundida

siendo su desarrollo óptimo en los climas de los valles interandinos (López

2003). Perteneciente a la familia Anacardiaceae, se conoce en los países andinos

como molle, mulli o falsa pimienta, posiblemente nativa desde Ecuador hasta

Argentina. El uso popular medicinal ubica a las hojas del “molle” desde un

repelente de mosquitos hasta un analgésico en dolores reumáticos (Gonzales et

al. 2009, Ulloa 2009), en cuanto a su ecología y hábitat, algunos autores lo

consideran originaria del Perú y en Bolivia se encuentra en forma silvestre en

alturas desde 1000 a 2900 msnm., prospera a orilla de caminos, en zonas

perturbadas con vegetación secundaria, en pedregales y cerca de las viviendas,

se desarrolla bien en valle amplio, suelo fértil, profundo, con humedad

subterránea y bien drenado (Vargas et al. 2000).

En los valles interandinos y ecorregiones séricos de Centro y Sur América,

localizados entre 1000 a 2900 m, en las que se distribuye S. molle, existe un

elevado número de usos pero los principales se agruparon en 12 categorías de

uso, ordenados en forma alfabética como se cita a continuación:

1. Aromatizante [toda la planta]. Todo el árbol despide un intenso olor

perfumado debido a la presencia de abundantes aceites esenciales y

volátiles.

2. Base para chicle [exudado]. Su exudado es una resina blanquecina que es

usada en América del Sur como goma de mascar, se dice que fortalece las

encías y sana las úlceras de la boca.

3. Construcción [tallo y ramas]. Se usan los tallos y ramas para postes,

horcones de viviendas y cabos de herramientas agrícolas, además importante

en el horneado de panes en las comunidades rurales (ramas dispuestas como

escoba en la punta de un palo para limpiar las cenizas del horno).

8

4. Colorantes y artesanía [hoja, tallo, corteza, raíz]. Hirviendo sus hojas,

ramas, corteza y raíz se obtiene un líquido amarillo pálido, que tiñe la lana o

el algodón, previamente impregnado en una solución concentrada dando un

color amarillo de carácter permanente.

5. Combustible [madera de tallos y ramas]. Tallo y ramas secas se emplean

también para leña.

6. Comestible [fruto]. Los frutos del molle se usan como aromatizantes y para

dar sabor al vinagre; seco y molidos se usan como pimienta blanca o para

adulterar a la verdadera pimienta (Piper nigrum) y se prepara una bebida

refrescante. También se consume en la industria de los embutidos,

salchichas y carnes ahumadas, contiene aceites esenciales, flavonoides y

ácidos masticadienónicos.

7. Cosmético [hoja]. De las hojas se extrae un aceite aromatizante que se usa

en enjuagues bucales y como dentífrico. Las semillas contienen aceites de

los cuales se obtiene un fijador que se emplea en la elaboración de

perfumes, lociones, talcos y desodorantes.

8. Forrajero [fruto]. Importante alimento para pájaros y las flores visitadas

por abejas melíferas.

9. Insecticida o Tóxica [fruto, hoja]. El aceite esencial de las hojas y frutos

ha mostrado ser un efectivo repelente de insectos, particularmente contra la

mosca casera. El fruto puede contener 5 % de aceite esencial y las hojas 2

%. Las hojas se emplean para evitar el ataque de plagas en la papa

cosechada, protegiéndolas con una cubierta de hojas de molle.

10. Medicina [fruto, hoja, ramas]. El cocimiento de las ramas se emplea para

hacer gárgaras y cura problemas respiratorios y en forma de mate para tomar

y curar dolencias del hígado. El agua de las hojas y fruto cocidos se toma

para curar el reumatismo. La resina aplicada directamente sobre la piel sirve

9

para cicatrizar heridas, aliviar dolores de los pies y tratar a enfermos con

parálisis parcial o embolia.

Estudios científicos muestran sustancias esenciales de las hojas con efectos

analgésicos y contrarrestantes de la presión alta (en ciertas regiones de

Uruguay se emplea como anticonceptivo). También es considerada

inhibidor de hongos y bacterias, por ello algunas personas usan en lavaje

para posparto.

11. Ornamentación [toda la planta]. Últimamente es utilizado como planta

ornamental en programas de reforestación en Sur América principalmente y

en otras regiones. Además como árbol ornamental ha sido introducido a

varios países y naturalizado en México y California.

12. Restauración [fruto, hoja, ramas]. Conservación de suelo y control de la

erosión, por ser una especie que prospera en pedregales y suelos

relativamente pobres en nutrientes. Las hojas, ramas y frutos se caen

abundantemente y al caer constituyen una buena materia orgánica que

aumenta la fertilidad del suelo, es en este sentido que acelera la velocidad en

la recuperación de terrenos degradados.

CERRATE (5), Arbusto o arbolito siempre verde, tallo hasta 7 metros

de alto ramoso, ramas esparcidas, colgantes puberulentas, las ramas y el tronco

exudan una resina blanquecina si sufren una herida. Hojas alternas pecioladas,

pecíolos de 3-5.5cm de largo, limbo imparipennado, folíolos 25 a 27 falcados

35-65 x 3-8 mm, sésiles, los básales alternos y mayores, cerca ápice opuesto y

menores. Las inflorescencias son panículas muy abiertas 8-15 o más

centímetros de largo. Flores pequeñas muy numerosas, blancas pentámeras.

Frutos drupas esféricas 4-5 mm de diámetro, brillantes rosado-oscuras.

Semillas negras opacas.

Plantas xerófilas; viven en las quebradas cálidas y abrigadas de los valles

interandinos y vertientes occidentales. En el estío lucen lozanos, brillantes, de

follaje verde claro; a pesar de que la mayoría de los arbustos circundantes se

hallan agostados.

10

Tabla 2. Descripción morfológica del molle.

PARTE DESCRIPCION

ARBOL Schinus molle

TALLO 5 – 8 metros de altura

RAMAS Laxas y pendulares

INFLORESCENCIAS Alternas compuestas pinnadas, generalmente con 7 y 13 pares

de foliolos, linear-lanceolados, subenteros o serrados hacia el

ápice, agudos o subobtusos.

FLORES Pequeñas, numerosas blanco amarillentas dispuestas en

panículas largas axilares y terminales, cáliz con 5 segmentos,

corola de 5 pétalos oblongos, imbricados.

ENVOLTURAS

FLORALES

Diez estambres, ovario libre, sesil y 1-flocular.

FRUTO Drupa globosa, de color Rosado.

SEMILLA Solitaria, cotiledones plano convexos, carnosos, embrión

curvo, endospermo escaso o nulo de 4-5 mm de diámetro

Fuente: MOSTACERO

2.1.4. Clasificación sistemática

Según ENGLER (9), la clasificación sistemática, del molle, mulli, cullash o pimentero falso.

Tabla 3. Clasificación sistemática del molle

ESPECIE MOLLE

GENERO SCHINUS

FAMILIA ANACARDIACEAS

ORDEN SAPINDALES

SUBCLASE ARQUICLAMIDEAS

CLASE DICOTILEDONEAS

SUB DIVISION ANGIOSPERMAS

DIVISION FANEROGAMAS

Fuente: ENGLER

11

2.1.5. Aspecto agronómico

Distribución geográfica: HERRERA (10), El área geográfica donde se

encuentra distribuido el Schinus molle es bastante extensa, se encuentra en Perú,

Bolivia, Argentina y México, (Fue llevado a Europa como una planta

decorativa).

El árbol de molle según WERBERBAUER (11), demanda un clima seco, cálido

o subcálido, pertenece al oeste y al territorio interandino y rehuye el oriente, lo

mismo que las inmediaciones del mar. El límite de su extensión vertical oscila

alrededor de los 3,300 msnm en el sur, 3,000 msnm en centro y a 2,000 msnm en

el norte. Suele vivir cerca de los ríos y puede apartarse considerablemente de

ellos sólo en niveles superiores. Esta distribuido a lo largo de los ríos, entre los

2,800 m. Se le encuentra en muchas quebradas templadas, en las verticales

occidentales de los andes y en algunos valles de la costa. Así lo encontramos

desde el departamento de Piura, en los valles de los ríos Quiroz y Piura en

Huancabamba. En el departamento de Lambayeque se le encuentra en los

alrededores de Chiclayo y Lambayeque, y en las márgenes del rió Saña.

En el departamento de la Libertad, a lo largo de los ríos Jetepequeque,

Chicama, Moche, y alrededores de Santiago de Chuco.

En el departamento de Ancash en las ribera de los ríos Pativilca, Huarmey,

en los valles de Nepeña y del río Santa, desde Recuay hasta Caraz, en

Pallasca y Orcos.

En el departamento de Lima tenemos las riberas de los ríos Pativilca,

Chancay, Chillón y Lurín; a lo largo del río Rimac y alrededores del

Ferrocarril Central, Matucana, Chosica, Ricardo Palma y Surco. En los

alrededores de Barranca, Supe, Canta y Yauyos.

En el departamento de Ica, a lo largo de los ríos Pisco y Blanco, en los

alrededores de San José de Molinos, Palpa, Nazca y en la bahía de San

Nicolás.

Se encuentra en el departamento de Arequipa en los valles de los ríos Chili y

Yura, Tambo y Yanca, en las cercanías de Lomas, en Caylloma, Chala, cerca

de Antiquipa.

12

En el departamentos de Moquegua, se encuentra en los valles de Casma,

Torata y lugares aledaños al río Tambo y Moquegua.

En Tacna, en los alrededores de Tarata, Cumbayá y Candaráve.

En la sierra se halla distribuido a lo largo de los valles del Mantaro y del

Apurimac (Cuzco). Así se encuentra en los departamentos de Cajamarca a lo

largo del río Huncabamba y en los alrededores de San Gregorio.

En Huanuco, en Ambo y zonas aledañas.

En Junín, en el valle de Tarma y alrededores. En Ayacucho, en los valles de

los ríos Pacapausa y Yanca, en Huanta, Ayacucho y Alrededores.

En el Cuzco, a lo largo de las riberas de los ríos Apurimac y Urubamba, en

Cuzco y zonas aledañas, en la provincia de Quispicanchis: Urcos y Calca.

Esta especie rehuye la selva, pero se le encuentra en la ceja de montaña, en

los valles y riberas de los ríos: Utcubamba, en el departamento de

Amazonas; Huallaga, en el departamento de San Martín y Chumbamba en

los departamentos de Cuzco y Ucayali.

13

Figura 1. Mapa de ubicación del Schinus Molle L

Fuente: Morales (2008).

14

2.1.5.1. Clima y suelo.

La planta de molle cuyo hábitat es en lugares de clima seco cálido

o subcálido como los de la sierra entre los 2000 y 3000 msnm.

En nuestro medio está distribuido a lo largo de los ríos entre los 2,800

msnm.

Vegetación ribereña de la costa, de los valles occidentales y de los valles

interandinos hasta 1,500 msnm. Piso medio: 1,500 a 2,500 msnm.

2.1.5.2. Técnica de cultivo y cosecha

El INRENA (Instituto de Reforestación Nacional) (12), de

acuerdo a los artículos 17 y 19 del Decreto Ley N° 25902, ”LEY

ORGANICA DEL MINISTERIO DE AGRICULTURA”, es el

encargado de desarrollar y promover el uso racional y la conservación de

los recursos naturales, según el Programa de acción nacional de lucha

contra la desertificación, se incluyó al molle como uno recurso natural

domesticable no maderable de potencial melífero, en su campaña de

reforestación nacional en los departamentos de LAMBAYEQUE,

AMAZONAS, JAEN, CUZCO, HUANUCO y MOQUEGUA; desde

1995 a la fecha.

Se considera al molle como una especie de planta de importancia

económica, es decir es un recurso forestal de la sierra.

1.- Técnica de cultivo:

Según WEBB (13).

Precipitación fluvial : 300 - 620 mm

Régimen de lluvias : verano

Estación Seca : 4 a 8 meses

Temperatura Promedio : 12 - 18 °C

15

El Schinus molle es muy resistente a la sequía, se le encuentra en alturas

medias de zonas semiáridas y montañosas. El molle, especialmente

cuando joven (árbol menor de 15 años), es sensible a las heladas.

El periodo de producción de los frutos de molle está comprendido entre

los meses de Marzo a Agosto.

Características del suelo:

Según WEBB (13).

a) Textura : Arenoso

b) Reacción (pH) : Alcalino o neutro

c) Drenaje : Bueno

Otras Características: Tolera la salinidad moderada, prefiere suelos

arenosos y en algunos lugares se le utiliza para consolidar dunas.

2.1.6. Composición del fruto del Schinus molle l.

Según CORNEJO (14), el fruto es una drupa de 4 mm de diámetro

promedio, el epicarpio es de color rojo brillante, mesocarpio semicarnoso dulce,

endocarpio pergaminaceo pétreo y una glándula de resina. La pulpa es poco

desarrollada, su olor terebintáceo es muy pronunciado, de sabor dulce aromático

y ligeramente picante.

16

Tabla 4. Análisis Bromatológico del Schinus Molle L.

ENSAYO %HUMEDAD 19.62

GRASAS 15.47

PROTEINA 7.12

CENIZAS 6.20

FIBRAS 14.70

AZUCARES REDUCTORES 12.80

NIFEX 24.09

TOTAL 100.00

Fuente: Cornejo.

Figura 2. Vista en corte de la semilla de molle.

Fuente: Cornejo.

2.1.7. Usos de la semilla o fruto de Shinus molle l.

MADRID (15), dio a conocer un breve estudio botánico del fruto del

Schinus molle linneo, así como su bromatología, distribución geográfica e

historia, análisis de sus constituyentes por la marcha de Floriani, elaboración de

chicha y sus análisis fisicoquímicos.

17

La riqueza alcohólica de la chicha de molle oscila entre 3° y 6°, lo cual la coloca

en la categoría de las bebidas alcohólicas, atribuyéndosele propiedades curativas

de algunas dolencias del hígado y los riñones. Agrega que se trata de un

alimento pobre en proteínas.

MARTINEZ (16), El fruto puede emplearse en la alimentación como agente

saborizantes (condimento), y también del fruto se puede extraer el aceite esencial

que puede servir como fijador de perfumes y por su olor agradable, puede

utilizarse en la fabricación de colonias.

TORRES J (17), Contribuyo también en el estudio de los frutos drupáceos del

molle que son la parte más importante de la planta de los cuales se pueden

obtener subproductos más valiosos:

Elaboración de Chicha, los frutos maduros y secos se someten a dilución por

percolación con agua para extraer el azúcar que se encuentra en el mesocarpio

que es semicarnoso y dulce, la dilución es fermentada a temperatura ambiente,

luego se filtra y pasteuriza.

Para la elaboración de vinagre, los frutos maduros, secos y limpios se percolan;

se filtran para someterlos a fermentación alcohólica a temperatura ambiente. El

mosto descubado se pasteuriza para someterlo a fermentación acética,

controlando diariamente su acidez hasta lograr un vinagre adecuado, luego se

filtra y se pasteuriza. Se obtuvo un producto de baja acidez: 2-3, 6% semejante a

los vinagres de sidra y cerveza, y determinar el rendimiento del aceite esencial

del fruto.

Para obtener alcohol etílico, los frutos maduros frescos y secos se percolan. Y de

acuerdo a los análisis, las diversas muestras se destilan por separado, previa

fermentación alcohólica con los mostos corregidos; los destilados son

rectificados para los análisis organolépticos y fisicoquímicos.

Para la extracción de aceite esencial, los frutos percolados fueron secados a

temperatura ambiente para ser molidos y sometidos a destilación por arrastre con

vapor de agua.

18

2.2. EXTRACCIÓN POR ARRASTRE CON VAPOR

2.2.1. Principio teórico de la destilación

GARCIA (18), elementalmente, se puede definir la destilación

fraccionada como la separación de dos o más sustancias basada en las

diferencias existentes entre sus tensiones de vapor. Dichas sustancias pueden ser

o no, miscibles, total o parcialmente, comportándose sus tensiones parciales de

vapor en uno y otro caso de forma diferente.

La mezcla de varios gases perfectos sigue la ley de Dalton; según ella, la presión

total de la mezcla es la suma de las presiones que cada masa de gas tendría al

ocupar, a la misma temperatura, el volumen total ahora ocupado por la mezcla

gaseosa. Otra forma de exponer esta misma ley, equivalente a la anterior, es que

si se juntan varias masas de gases perfectos, todas mantenidas a igual

temperatura y presión, de manera que la presión total resultante de la mezcla

continué igual a la presión primitiva de cada uno de ellos, entonces la masa de

gases tendría que ocupar un nuevo volumen, suma exacta de los volúmenes

ocupados primitivamente por cada gas.

Esta ley totalmente aplicable a mezclas de gases perfectos, presenta algunas

excepciones cuando se trata de vapores (gases en condiciones próximas a las que

determinan su licuación o condensación), dependiendo de su mutua afinidad.

Si consideramos un sistema heterogéneo formado por dos líquidos no

miscibles, tales como el agua y un aceite esencial, los vapores emitidos por cada

uno de ellos no se influyen al no presentar afinidades mutuas sus moléculas

gaseosas y, por tanto, sus tensiones de vapor se adicionan totalmente; al ir

calentando dicho sistema heterogéneo llegará un momento en el cual la tensión

de vapor se iguale a la presión ejercida sobre la superficie libre de ambos

líquidos y entonces el sistema entra en ebullición. La tensión parcial de cada

vapor es en este momento inferior a la presión externa, de forma que los líquidos

se encuentran hirviendo a temperatura inferior a su punto de ebullición, bajo la

presión actual.

19

Cuando por el contrario, se trata de un sistema formado por dos o más

líquidos totalmente miscibles de diferentes puntos de ebullición, cada tensión

parcial a una cierta temperatura es igual a la producida por el líquido puro,

aislado manteniendo en iguales condiciones. Cuando uno de ellos se encuentra

en proporción muy preferente (soluciones diluidas), la variación de su tensión de

vapor sigue la ley de Raoult (es proporcional al número de moléculas disueltas),

pero esto no ocurre en otras proporciones debido a la solubilidad de cada vapor

en líquidos distintos del suyo propio, desapareciendo por ello toda

proporcionalidad.

Comparemos ahora la marcha de la ebullición en ambos tipos de

sistemas. Cuando la suma de las tensiones parciales de vapor de un sistema

heterogéneo se iguala a la presión ejercida sobre su superficie libre, ya hemos

visto que el sistema entra en ebullición; por no influirse mutuamente, cada

tensión parcial dependerá solamente de la temperatura a que el sistema se

encuentra, y no a las proporciones presentes de ambos componentes, de forma

que la ebullición continuara inalterablemente mientras se encuentren presentes

los dos líquidos. Por el contrario, en un sistema homogéneo (que también entra

en ebullición cuando la suma de las tensiones parciales es igual a la presión

externa, la tensión de vapor de cada componente en un momento dado depende

de la composición que aquel momento tenga el líquido subyacente y, como los

vapores son más ricos en componentes volátil que dicho líquido, pues

lógicamente el componente más volátil dará por gramo más vapores que los más

fijos, el líquido procedente de la condensación de los vapores emitidos en la

ebullición estará enriquecido en volátil. Cuando entre las tensiones de vapor hay

una gran diferencia, la cantidad de los otros componentes que acompañan al

volátil será muy pequeña, separándose entonces dicho componente de los demás,

pero este no es el caso general.

Como consecuencia de lo expuesto, todo líquido no miscible con el agua

puede ser arrastrado por aquella hirviendo a temperatura más bajo que su punto

de ebullición, y de todo sistema homogéneo es posible aislar sus componentes

por destilación seca, siempre que haya suficiente diferencia entre sus tensiones

de vapor (al menos hará falta una diferencia de 3-5° entre sus puntos de

ebullición para poder separarlos mediante destilación).cuando la diferencia es

20

pequeña, se hace necesario volver a destilar, partiendo del líquido más rico en

volátil obtenido en la primera destilación, y repetir el proceso hasta conseguir el

resultado buscado.

Esta repetición de las destilaciones se realiza automáticamente en las

rectificaciones; se designa con este nombre un sistema en el cual, y en las

llamadas columnas rectificadoras, los vapores obtenidos en la caldera sufren una

primera condensación en el primer plato dando por enfriamiento un líquido que

vuelve a hervir gracias al calor que le trasmite nuevos vapores llegados de la

caldera; los vapores desprendidos en esta segunda ebullición vuelven a

condensarse más arriba en la columna, en el segundo plato, para hervir

calentados por los procedentes del plato inferior, y así sucesivamente

repitiéndose el proceso gran número de veces. Como los vapores de calefacción

se condensan dando un líquido más pobre en volátil, que desciende por la

columna, resultan en ellas dos corrientes de materia: una ascendente, de vapores,

que conforme se acerca a la cabeza de la columna es más rica en volátil, y otra,

de líquido ascendente (reflujo), que conforme va acercándose a la caldera es más

rica en el componente más fijo.

Al tratar los sistemas heterogéneos hemos supuesto que uno de los

componentes es el agua y el otro es un aceite esencial, pero estas

consideraciones son aplicables a todos los demás casos en que se emplee una

sustancia donde la esencia sea insoluble; generalizando, estos arrastres reciben el

nombre de codestilaciones, y son de gran interés. La codestilación acuosa se

utiliza para aislar los aceites esenciales, pero ya veremos como la codestilación

con glicoles, ftalatos, etc. Se emplea también para separar esencias liquidas de

las esencias absolutas de concretos, y en otros casos.

Suponiendo que los vapores siguen las leyes de los gases perfectos,

vamos a deducir una ecuación aproximada que nos dará la idea del

comportamiento general de las codestilaciones. La cantidad de cada componente

que, durante una codestilación, se encuentra al estado de vapor, será:

G=m× A=m× N ×n=M × n=Mp×VR × T

Donde:

G = Peso del componente al estado de vapor.

21

m = Peso de una molécula real.A =Número de moléculas reales que se encuentran al estado vapor.N =Número de Avogadro.n =Número de moléculas gramo presentes al estado de vapor.M =Peso molecular.p =Presión parcial de vapor.V =Volumen total ocupado por la mezcla de vapores.R =Constante de los gases perfectosT =Temperatura absoluta del sistema.

Señalando con subíndice W los valores del vapor de agua y con E los valores de

los aceites esenciales, tendremos:

Gw

GE

=M w × pw ×

VRT

M E × pE×VRT

=M w × pw

M w × pw

Expresión no totalmente exacta, pero que la idea de las proporciones del

problema.

Efectivamente, aunque el peso molecular del agua es inferior al peso

molecular medio de los aceites esenciales, su tensión de vapor es muy superior a

la de aquellos (las esencias tienen tensiones de 0,005 a 0,5 mm de mercurio, a

20°C) razón por la cual los vapores originados contienen mucho más vapor de

agua que de aceite esencial, siendo también más rico en agua el producto

condensado.

Por estar compuestos los aceites esenciales de varios cuerpos químicos se

comprende fácilmente, teniendo en cuenta la relación precedente, que la

composición del aceite arrastrado no sea constante, ya que cada componente

tiene distinto M y distinta p, siendo necesario por ello recoger la totalidad de los

productos arrastrados. También se justifica por la anterior expresión que, si la

codestilación acuosa se realiza a menor presión que la atmosférica, la proporción

de agua en el condensado sería mayor, siendo además el aceite arrastrado más

rico en componentes volátiles; cuando se quieren aislar componentes muy fijos

es necesario operar a presión superior a la atmosférica, y por esto se aplica vapor

sobrecalentado.

22

2.2.2. Sistema inmiscible

Cuando se mezclan dos componentes totalmente inmiscibles entre sí,

cada uno de ellos se comporta como si no estuviera en presencia del otro, de tal

modo que las presiones de vapor de ambos componentes, a una temperatura

determinada, son iguales a las tensiones de vapor de las sustancias puras a la

temperatura en cuestión. De aquí se deduce que la temperatura de ebullición de

una mezcla inmiscible es más baja que la de cualquiera de los componentes,

siendo independiente de la composición de la mezcla, ya que esta hierve cuando

la suma de las presiones de vapor de los componentes puros es igual a la presión

que soportan.

La composición de los vapores producidos en la ebullición de estas

mezclas es constante e independiente de la composición del líquido, recibiendo

el nombre de hetereoazeotropo, el punto definido por esta composición.

2.2.3. Teoría de la destilación intermitente por vapor

La destilación es el método utilizado con más profusión para preparar

esencias naturales, y casi el más antiguo produciendo simultáneamente aceites

esenciales y las llamadas aguas aromáticas de mucho interés en ciertos casos

particulares constituidas por las aguas de condensación saturadas de aceites

esenciales.

Se puede definir la destilación fraccionada como la separación de dos o más

sustancias, basadas en las diferencias existentes entre sus tensiones de vapor.

Dichas sustancias pueden ser, o no, miscibles total o parcialmente,

comportándose sus tensiones parciales de vapor en uno y otro caso en forma

diferente.

La mezcla de varios gases perfectos sigue la Ley de Dalton; según ella, la

presión total de la mezclas es la suma de las presiones que cada masa de gas

tendría al ocupar, a la misma temperatura, el volumen total ahora ocupado por la

mezcla gaseosa. Otra forma de exponer otra ley, equivalente a la anterior, es que

si se juntan varias masas de gases perfectos todas mantenidas a igual

temperatura y presión, de manera que la presión total resultante de la mezcla

23

continúe igual a la presión primitiva de cada uno de ellos, entonces la masa de

gases tendría que ocupar un nuevo volumen. Suma exacta de los volúmenes

ocupados primitivamente por cada gas.

Si consideramos un sistema heterogéneo formado por dos líquidos no

miscibles, tales como el agua y un aceite esencial, los vapores emitidos por cada

uno de ellos no se influyen al no presentar afinidades mutuas sus moléculas

gaseosas y por tanto, sus tensiones de vapor se adicionan totalmente; al ir

calentando dicho sistema heterogéneo llegara un momento en el cual la tensión

de vapor se iguale a la presión ejercida sobre la superficie libre de ambos

líquidos y entonces el sistema entrará en ebullición. La tensión parcial de cada

vapor es en este momento inferior a la presión externa, de forma que los

líquidos se encuentran hirviendo a temperatura inferior a su punto de ebullición,

bajo la presión actual.

Comparemos ahora la marcha de ebullición en ambos tipos de sistemas.

Cuando la suma de las tensiones parciales de vapor en un sistema heterogéneo

se iguale a la presión ejercida sobre la superficie libre, ya hemos visto que el

sistema entra en ebullición; por no influirse mutuamente, cada tensión parcial

dependerá solamente de la temperatura a que el sistema se encuentra, y no de las

proporciones presentes de ambos componentes, de forma que la ebullición

continuará inalteradamente mientras se encuentren presentes los dos líquidos.

Como consecuencia de lo expuesto, todo líquido no miscible con el agua

puede ser arrastrado por aquella hirviendo a temperatura más baja que su punto

de ebullición, y de todo sistema homogéneo es posible aislar sus componentes

por destilación seca, siempre que haya suficiente diferencia entre sus tensiones

de vapor (al menos hará falta una diferencia de 3-5º entre sus puntos de

ebullición para poder separarlos mediante una destilación). Cuando la diferencia

es pequeña, se hace necesario volver a destilar, partiendo del líquido más rico en

volátil obtenido en la primera destilación, y repetir el proceso hasta conseguir el

resultado buscado.

Al tratar de los sistemas heterogéneos hemos supuesto que uno de los

componentes es el agua y el otro un aceite esencial, pero estas consideraciones

son aplicables a todos los demás casos en que se emplee una sustancia donde la

esencia sea insoluble; generalizando estos arrastres reciben el nombre de

24

codestilaciones y son de gran interés. La codestilación acuosa se utiliza para

aislar los aceites esenciales.

Es el método más común de separar los aceites esenciales del material

vegetal o de la planta, puede realizarse a presiones superiores o inferiores a la

atmosférica, se prefiere este método en virtud a que las esencias son insolubles

o muy poco solubles en agua.

Si los líquidos son completamente insolubles, la presión de vapor de

cualquiera de los componentes no pueden ser modificados por la presencia del

otro, por lo tanto todo líquido no miscible con el agua puede ser arrastrado por

aquella hirviendo a temperaturas más bajas que su punto de ebullición.

2.2.4. Tipos de destilación intermitente por vapor

La destilación con vapor de agua es el método más común de separar los

aceites esenciales del material de la planta. La expresión “destilación con

vapor”, el aceite esencial mediante la acción térmica, fisicoquímica e incluso

química del vapor de agua abandona fácilmente la materia vegetal y en

segundo lugar, porque aquel, una vez aislado, destila a temperatura muy inferior

a su punto de ebullición. Si en vez de este arrastre se realizara una destilación

seca sólo estaría originando su aislamiento por el calor y descomposición de

material vegetal.

Tal como se aplica actualmente en la industria de aceites esenciales abarca tres

tipos de Hidrodestilación o codestilación.

25

Figura 3. Destilador para extracción con corriente de vapor.

Fuente: García.

26

Figura 4. Destilador para extracción por arrastre de vapor.

Fuente: García.

2.2.4.1. Destilación con agua

En este procedimiento el material vegetal está en contacto directo con

el agua hirviendo en el hidrodestilador; el calor se aplica por los métodos

usuales (generador de vapor, alambique, destilador, etc). En este método es

máxima la acción química del agua sobre el material (hidrólisis, oxidaciones)

27

y por ello se utiliza cuando la esencia a obtener procede de glucósidos

inodoros. El material deberá de estar dividido y cubierto totalmente de agua,

siendo lo mejor hacer que ocupe unos 10 - 15 cm. De altura y agregar luego

agua hasta que sobrepase al material en unos 5 cm. Se debe cargar en forma

apropiada, para que la difusión del vapor sea máxima; suele trabajarse a la

presión atmosférica, debiéndose tener mucho cuidado para que el material no

se queme ni el agua se agote. La velocidad de destilación es baja, debiéndose

poner el agua ya caliente para evitar retrasos de tiempo y aumentos de la

hidrólisis. La calidad del producto obtenido depende del cuidado seguido en

la operación, especialmente si se usa fuego directo. El agua condensada debe

redestilarse en algunos casos, mientras que en otros interesa devolverlas

automáticamente a la caldera, arrastrando consigo los productos de la

hidrólisis.

VENTAJAS:

Esta destilación es necesaria si el material tiende a apelmazarse; y si son

expuestos al vapor, forman una masa gelatinosa del cual no se puede

recuperar el aceite.

La destilación en algunos materiales de madera tales como la canela, la

inmersión en agua hirviente facilitaría la difusión del aceite fuera de los

tejidos de la planta.

DESVENTAJAS:

No es posible mantener un calentamiento uniforme, de tal manera que el

régimen de destilación varia.

La destilación es lenta, los aceites están expuestos al agua en ebullición

por mucho tiempo y esto puede causar cambios no deseables en el

aceite.

28

2.2.4.2. Destilación con agua - vapor

No se alcanza por este sistema grandes temperaturas; corresponde a la

destilación con vapor de baja presión y produce muy pocas

descomposiciones. Se basa en colocar el material a destilar sobre un falso

fondo que lo aísla del agua, haciendo hervir esta con fuego directo, vapor en

camisa o serpentín. De esta forma el agua desprende vapores siempre

saturados y, en cambio, la hidrólisis es mínima por no encontrarse el

material en contacto con los vapores más tiempo que el justamente necesario.

Sus instalaciones no son muy complicadas, pero tampoco son tan simples

como en la destilación con agua, pueden montarse en el campo los tipos más

sencillos como son los calentados a fuego directo, y representa un tipo

interesante para destilar hojas y hierbas.

El material ha de tener tamaño uniforme, pero no habrá de molerse

demasiado, dando buen resultado la granulación. Trabaja cerca de los 100°C,

cuando lo hace bajo 1 atm de presión y el rendimiento en aceite esencial es

bueno a no ser que ocurra apelmazamientos; se puede usar de nuevo en

muchos casos, el agua del alambique, también es posible que refluyan al

fondo las disoluciones del productos solubles en agua que, en contacto con las

paredes calientes, se vayan quemando. Para cargarse normalmente el material

a baja temperatura se producen condensaciones sobre él con mucha

frecuencia, y esta humedad aglomera al material originando una cierta

dificultad; se lucha contra ello intercalando palos secos al hacer la carga. La

velocidad de trabajo no es muy grande, requiriendo mucho tiempo para el

arrastre las esencias ricas en componentes de alto punto de ebullición.

VENTAJAS:

El método es extremadamente usado porque se puede recuperar el aroma

del agua condensada en una primera destilación, al utilizar esta

nuevamente para producir vapor.

29

Es el más conveniente para aquellos que exploran las posibilidades de

producción de aceites esenciales, evaluando varias cosechas posibles para

el corto tiempo que dura el proceso.

DESVENTAJAS:

Por cargarse normalmente el material a baja temperatura se producen

condensaciones sobre el con mucha frecuencia, y esta humedad aglomera

al material originando una dificultad.

La velocidad de trabajo es lenta lo que requiere mucho tiempo para el

arrastre para esencias ricas en componentes de alto punto de ebullición.

2.2.4.3. Destilación con vapor directo

Este tipo de destilación es semejante al anterior salvo que no haya

agua en el fondo del hidrodestilador. Se hace pasar en ella vapor seco a

través del material vegetal colocado en columnas o cestones; el vapor tiende a

recalentarse en virtud de la resistencia opuesta a su paso por el material, y

esto debe evitarse ya que el mayor inconveniente del método se basa en que

cuando están secas las membranas celulares no son apenas permisibles y el

aceite no puede salir al exterior.

Si el hidrodestilador no está revestido con material aislante, se forma mucho

condensado; sin embargo hay suficiente vapor para facilitar que el aceite

esencial salga de los tejidos. La difusión osmótica es muy escasa en este tipo

de tratamiento interesando en ciertas ocasiones inyectar primero vapor

húmedo en pequeña cantidad.

La instalación para este método es muy costosa, pero presentan mucha mayor

capacidad de producción. El material se puede cargar de cualquier forma,

pues sólo presentan inconvenientes en este sistema los polvos, por su

tendencia al apelmazamiento; va muy bien para semillas, maderas y raíces,

cuyos componentes de alto punto de ebullición se arrastran así fácilmente.

La difusión osmótica es muy escasa en este tipo de tratamientos, interesando

en ciertas ocasiones inyectar primero vapor húmedo en pequeña cantidad;

30

una de sus mayores ventajas es que puede trabajarse bajo las condiciones

deseadas de presión y temperatura.

El rendimiento suele ser bueno, especialmente si el material ha sufrido

previamente una trituración apropiada y la calidad obtenida es francamente

buena.

VENTAJAS:

Es un método corto, esto minimiza la descomposición de constituyentes

sensibles tales como los ésteres.

Es apropiado para la destilación a gran escala, por su proceso rápido de

igual manera que variado y cargado de material

DESVENTAJAS:

Si no se regula la calidad del vapor, la humedad con el material pueden

evaporarse y el aceite no liberarse de los tejidos.

2.2.5. Acción del vapor sobre la materia vegetal

2.2.5.1. Influencia sobre el tipo de materia prima

Los componentes olorosos se hallan situados en glándulas odoríferas

existentes dentro o fuera de las células vegetales; ambas posibilidades se

diferencian histológicamente, pero en el mecanismo de extracción es muy

similar en ambos casos.

El calor y el vapor del agua, sobre todo estando húmedo este, hinchan las

paredes celulares y facilitan el paso de los aceites esenciales al exterior, por

osmosis, influyendo favorablemente la cantidad de agua presente por ser

soluble en ella a esta temperatura parcialmente, los aceites esenciales, y por

atravesar esta disolución mucho más fácilmente las paredes vegetales

humedecidas, por el vapor; se comprende así que las esencias obtenidas por

este método tengan más componentes solubles en el agua que otra.

31

Por el contrario la humedad del vapor es perjudicial para gran número de

aceites esenciales a causa de su acción hidrológica sobre los ésteres, que

generalmente constituyen la parte más noble de la esencia.

Si el arrastre se hace con agua hirviente, la temperatura del tratamiento

dependerá de la presión atmosférica del momento, pero si interviene vapor

dependerá solamente de la presión a que este trabaje.

2.2.5.2. Resistencia al paso del vapor

El aceite esencial no está distribuido por igual en el material de la

planta, si no que se hallan en muchas pequeñas glándulas de aceite, sacos

oleíferos o pelos glandulares. Para que el vapor se ponga en contacto con el

aceite hay que desgarrar los tejidos y hay que romper la membrana de las

glándulas o hacer que el aceite se difunda a través de esas membranas. Este

proceso complejo de difusión y de osmosis recibe el nombre de

hidrodifusión. Otro factor es la solubilidad relativa de cada componente del

aceite del hidrodestilado.

La destilación con vapor recalentado tiende a impedir la hidrodifusión, la

destilación en agua la facilita.

La apropiada preparación del material es de gran importancia en la

producción de aceites.

En muchos casos, es importante cargar uniformemente el hidrodestilador

para evitar la formación de canales de vapor con la resultante disminución

del rendimiento de aceites. Los aceites más solubles requieren con frecuencia

destilaciones repetidas de las aguas de destilación con nueva cantidad de

materia vegetal, con el fin de evitar el recalentamiento y obtener un aceite de

buena calidad. Los aceites que tienen una densidad aproximada a la del agua

requieren una batería de frascos Florentinos para suficiente separación de los

dos líquidos condensados.

32

2.2.5.3. Influencia de difusión osmótica

Los componentes olorosos se hallan situados en glándulas odoríficas

existentes dentro o fuera de las células vegetales; ambas posibilidades se

diferencian histológicamente, pero el mecanismo de extracción es muy

similar en ambos casos. El calor y el vapor del agua, sobre todo estando

húmedo este, hinchan las paredes celulares y facilitan el paso de los aceites

esenciales al exterior, por osmosis, influyendo favorablemente la cantidad de

agua presente por ser soluble en ella a esta temperatura parcialmente, los

aceites esenciales, y por atravesar esta disolución mucho más fácilmente las

paredes vegetales humedecidas por el vapor.

En la destilación con vapor la difusión osmótica es muy escasa en este tipo de

tratamiento, interesando en ciertas ocasiones inyectar primero vapor húmedo

en pequeña cantidad; una de las mayores ventajas es que puede trabajarse

bajo las condiciones deseadas de presión y temperatura.

2.2.5.4. Flujo óptimo de vapor

El flujo óptimo de vapor es un valor difícil de conseguir, es la

cantidad de vapor, capaz de vencer las pérdidas (reflujos), que ocasionan las

pérdidas del alambique, y capaz de arrastrar el aceite contenido en la materia

prima (hojas, semillas, etc).

33

2.3. ACEITES ESENCIALES

2.3.1. Generalidades

Los aceites esenciales son mezclas de compuestos química y físicamente

diferentes, odoríferas y de naturaleza oleosa. Obtenida por un proceso físico

sobre un material vegetal generalmente líquidos a temperaturas ordinarias,

insolubles en agua. Solubles en alcohol en diversas proporciones en su mayor

parte más livianos que el agua incoloros o ligeramente coloreados, límpidos y

volátiles su olor y sabor corresponden a las de la parte vegetal del cual

provienen.

Llamados también aceites volátiles, etéreos o esencias están constituidos

predominantemente por compuestos hidrocarbonados usualmente llamados

terpenos y sesquiterpenos que actúan como soporte de sus derivados oxigenados,

aldehídos, alcoholes, cetonas y esteres a los cuales se debe preponderadamente

el perfume de los aceites.

GIUSSEPE (19), indica también que conforman residuos no volátiles

constituidos principalmente por cumarinas, ceras de naturaleza parafínicas y

ácidos grasos.

Desde el punto de vista químico, es incorrecto llamarlos aceites a estas

sustancias.

El nombre adoptado en aquellos días en que los compuestos se clasificaban en

base a un limitado estudio químico y de acuerdo a sus propiedades físicas; pues

como se descubrió más adelante difieren en su composición y propiedades de los

aceites vegetales que se componen de glicéridos y de los aceites minerales que

se constituyen principalmente de hidrocarburos.

Para dar mayor estabilidad contra la oxidación y la resinificación, que

comprende en la expulsión de los terpenos y sesquiterpenos. El aceite esencial

concentrado lo componen por lo tanto sustancias oxigenadas que son las que

34

tienen mayor solubilidad en alcohol diluído (eleva la solubilidad en agua) y

principalmente son portadores de aroma.

La alteración por acción del tiempo constituye la oxidación ocasionado por el

oxígeno del aire y es acelerado por la luz; por ello su almacenaje deben ser en

recipientes herméticos que dificulten el paso de la luz total o parcialmente.

KRILJENKO (20), Existen métodos generales de desterpenación y

sesquidesterpenación, entre los que destaca la destilación fraccionada al vacío,

donde se suele fraccionar en cuatro partes: los que destilan primero son los

terpenos, lo siguiente constituyen los compuestos oxigenados, la tercera los

sesquiterpenos y la última los residuos no volátiles; con este método es casi

imposible la separación completa de los sesquiterpenos. Existe hoy un nuevo

método que está basado en los principios de absorción cromatográfica.

2.3.2. Génesis de las esencias vegetales

GARCIA (18), Sólo aparecen sustancias odoríficas en los órganos

jóvenes, los cuales van paulatinamente produciendo y almacenando cada vez

menos cantidad de esencia, hasta llegar a la floración, momento en el cual parece

que la esencia es difundida por el tallo y hojas hasta la flor; al quedar ésta

fecundada, consume parte de dicha esencia y una vez acabada la semilla, el

sobrante desciende de nuevo al tallo para difundirse por otros órganos. Las

células productoras de esencia, en cuyo interior puede observarse

microscópicamente la gota de aceite no integrado por glicéridos, pertenecen a las

glándulas interiores o exteriores; en este último caso suelen ser células

epidérmicas (pelos secretores) que acumulan la secreción entre la cutícula de la

epidermis y el resto de las paredes celulares, mientras en las glándulas interiores

suele depositarse la esencia segregada entre las paredes celulares. Los pelos

secretores pueden estar formados por una sola célula sencilla, alargada, o por

varias alargadas y superpuestas, colocadas unas al lado de las otras. Cuando el

pelo está integrado por varias células, la terminal suele ser muy aguda, aunque a

veces sea globular y dividida por varias membranas.

Otras células secretoras exteriores se encuentran situadas en el

parénquima o epidermis de las yemas. Las glándulas interiores son de dos tipos:

35

Esquizogénicas cuando al engendrarse por subdivisión queda entre las células un

espacio destinado a recoger la secreción y lisinogénicas cuando este espacio o

bolsa se forma por disolución de algunas células en las secreciones formadas.

Si en estos espacios se forman varias capas de células, constituyen

canales en vez de bolsas.

Tschirch (21), suponen que las esencias naturales se forman en los

vegetales a expensas de las membranas celulares, sufriendo estas una especie de

gelatinización para luego desdoblarse en sustancias mucilaginosas y esencia.

En las glándulas esquígénicas se forman las esencias en las células que

bordean la bolsa o canal, apareciendo primero en dichas bolsas y más tarde

dentro de las células secretoras.

Las partes externas de las membranas correspondientes se hacen

mucilaginosas rápidamente y luego aceitosas proceso que continua hasta que la

glándula o canal secretor se encuentra totalmente rodeada por estas capas,

llamadas resinógenas por Tschirch (21) y que, según el mismo autor, están

separadas por el propio canal por una fina cutícula. Esta capa resinógena forma

la esencia, que se aglomera luego en gotas dentro del canal secretor o bolsa. En

las glándulas lisinogénicas también hay capas resinógenas que funcionan de

igual forma, pero estas glándulas suelen formarse sólo patológicamente.

También se ha atribuido la formación de las esencias en los vegetales a la

función clorofílica, por producirse menores cantidades de esencia cuando la

planta se encuentra resguardada de la luz y por formar parte de la clorofila del

fitol, alcohol sesquiterpénico que podría ser el origen de otros cuerpos

terpinoideos, puntos de partida para diferentes familias de componentes. Ya

pensó Mesnad (22) en este origen el año 1894 suponiendo que las esencias son

producidas en la degradación de la clorofila, localizándose luego en la superficie

interna de la epidermis. Charabot y Laloue (23) han demostrado la formación de

algunas esencias dentro de los cloroplastos, a consecuencia de la asimilación de

la clorofila especialmente los ésteres deben formarse bajo la acción de la luz,

facilitándose el desprendimiento de agua por las mismas causas que se facilita la

función clorofílica, deshidratación facilitada por ciertas diastasas. La circulación

de la esencia a través de la planta se facilita por la formación de ciertos

36

glucósidos que, una vez llegados a la flor, son hidrolizados para consumirse in

situ el glúcido y quedar libre el aglucón, origen del olor floral. Por ejemplo: las

partes no odoríferas del rosal contienen el mismo glucósido que los pétalos, pero

en ellos están ausentes (al menos en la cantidad necesaria) los enzimas

hidrolizantes que liberan las esencias; también es posible la presencia de ambos,

glucósido y enzima, en células distintas, por lo cual se dificulta o impide su

interacción.

Langlais y Bollinger (24) han llegado a realizar la hidrólisis artificial de

estos glucósidos, aumentando así el rendimiento de las flores en esencia. Por

ejemplo en aquellas flores que, como el jazmín, continúan dando esencia

después de arrancadas de la planta, emiten su olor por este mecanismo,

facilitándose la emisión de nuevas cantidades de esencia por el desplazamiento

hacia la derecha del equilibrio:

Glucósido + agua glúcido + esencia

2.3.3. Quimismo biogenético de las esencias vegetales.

Braverman (25) aún no se conoce exactamente el mecanismo químico

según el cual se forman las esencias en las plantas, mecanismo que habrá de ser

muy complejo y casi imposible de reducir a leyes generales, como se comprende

al ver que, excepto algunas esencias tales como las de almendra amarga,

lemongras y gaulteria, la mayor parte contiene 50 y hasta 100 cuerpos químicos;

de ellos sólo son bien conocidos un corto número, por entrar los demás en

proporciones muy reducidas. Siempre es posible, no obstante, encontrar entre

los constituyentes algún parentesco químico; por ejemplo: se pueden obtener a

partir del linalol, in vitro los siguientes cuerpos: acetato (y otros esteres) de

linalilo, dipenteno (o limonenos) geraniol, nerol, terpineol cineol, citral,

citronelol metilheptenona, mirceno y ocimeno, siendo corriente su coexistencia

con el linalol en productos naturales, lo que viene a demostrar la posibilidad de

su transformación in vivo. Una de estas familias de componentes puede coexistir

con otra, como es el caso del ylang-ylang, en cuya esencia además de la serie

bencílica se han reconocido varios fenoles relacionados entre sí. Otra dificultad

para señalar el proceso químico formativo de las esencias naturales se

37

encuentran en los cambios de composición que pueden experimentar durante su

permanencia y separación de la planta, aislamiento, etc.

Morel (26) señala que los esteres, uno de los componentes más estables,

sufren en la planta y durante el aislamiento de la esencia fenómenos tales como

interesterificaciones, transposiciones de Beckmann o de Wagner-Meerwein,

inversiones Walden (los isómeros ópticos presentan olores diferentes, caso muy

estudiado en el mentol, cuya forma levógira huele de 3,3 a 3,5 veces más que la

dextrógira, diferenciándose sus olores cuando se encuentran diluidos en el aire a

concentraciones inferiores a los 16g por litro), emigraciones de radicales,

impedimentos estéricos y alcoholisis.

STRAUSZ (27) también son posibles dentro de la planta los fenómenos

propios del envejecimiento, que, unidos a los anteriormente citados, pueden

determinar las diferencias existentes entre las esencias originadas en diferentes

lugares geográficos. Los esqueletos hidrocarbonados de los productos tratados

pueden reunirse, biogenéticamente, en cuatro grupos: cadenas lineales más o

menos saturadas, derivados del benceno, cuerpos terpénicos o terpenoideos,

esqueletos varios, de orígenes diversos explicables con suposiciones especiales.

Las cadenas lineales proceden de los ácidos formados en las

descomposiciones proteínicas, y los derivados del benceno o del isopropil-

benceno se forman a partir de los glúcidos; los terpenos presuponen

procesos más complejos que serán expuestos más adelante. Entre ciertos

componentes existen relaciones de homología; en los concretos de extracción

con disolventes volátiles se encuentran ceras formadas por alcoholes grasos

superiores, del C24- C36, esterificados con ácidos grasos también de número par

de átomos de carbono, junto con hidrocarburos de número impar. La

coexistencia de estos homólogos se debería a un proceso de -oxidación en el

cuál el -cetoácido puede descarboxilarse para originar una cetona, o bien

oxidarse para dar ácido acético junto a otro -cetoácido con dos carbonos menos

que en el cuerpo primitivo.

El primer caso ocurre en el castoreum, donde coexisten la acetofenona y el

ácido fenilpropílico que la originó, y en el almizcle, pues al formarse la

muscona a partir del ácido metilpalmítico, aparece una -metilcetona. El

38

segundo caso aparece en la esencia de la raíz de lirio, donde se ha reconocido

una larga serie de ácidos grasos (caprílico, pelargónico, cáprico, undecílico,

láurico, tridecílico) en forma análoga a la esencia de menta japonesa (con los

ácidos fórmico, acético, valeriánico, caproico y, probablemente, el

pelargónico) y a la menta del Brasil (donde han aparecido el metanol, etanol, n-

butanol, pentanol e isobutil-carbinol).

En cuanto a la aparición de grupos funcionales, se sospecha que los

alcoholes se forman en los cloroplastos, así como sus esteres, procediendo

generalmente los ácidos de descomposiciones proteícas o de oxidación

glucídicas. Los hidrocarburos deben formarse a partir de los alcoholes, también

en el interior de los cloroplastos, los aldehídos por oxidación de los alcoholes en

las inflorescencias (las cetonas posiblemente por igual camino) y los fenoles por

desdoblamientos proteínicos a partir de los ácidos aromáticos. Siempre son

posibles, además las transformaciones por óxido-reducciones, isomerizaciones,

etc., de un cuerpo en otro similar, es corriente encontrarse junto a un cierto

alcohol, por ejemplo: el aldehído, cetona, ácido o esteres correspondientes.

Para explicar la génesis de los terpenos, los componentes de las esencias más

abundantes y de estructura más complicada, es necesario tener presente que:

a) Estructuralmente los terpenos están constituidos por varias cadenas en

C5 ramificadas, presentando una periodicidad característica.

b) Estas cadenas se encuentran unidas por sus extremos en la mayor parte

de los casos.

c) La oxidación, reducción, emigración de dobles enlaces y polimerización

ocurren con cierta frecuencia y facilidad.

d) Los terpenos van acompañados frecuentemente de derivados propil-

bencénicos e hidrocarburos de cadena lineal.

39

2.3.4. Distribución de las esencias en las plantas

GARCIA (18), no puede señalarse ninguna regla general, y este es uno de

los motivos por los cuales no se conoce el papel biológico de las esencias

vegetales. En algunas especies se encuentra distribuidas por todo el individuo,

sin apenas variar la composición química, pero en otros son extraordinariamente

diferentes los productos obtenidos de distintos órganos.

Por este motivo, en unas plantas se tratan los individuos enteros, mientras en

otras sólo se tratan los órganos ricos en esencia o productores de las esencias

más interesantes.

2.3.5. Factores que afectan el contenido del aceite.

2.3.5.1. Influencias externas sobre la composición de las esencias.

GARCIA (18), Las condiciones que más intensamente determinan la

génesis de la esencias en las plantas son: suelo, luz, humedad y enfermedades

producidas por los insectos; tanto influyen todas, que se citan modificaciones

de las composiciones sólo por cambios de suelo. La luz modifica la forma y

tamaños de los canales secretores y estimula la función clorofílica, alterando la

proporción de esencias y su composición terpénica.

El almacenaje durante unas horas antes del tratamiento, aun tomando

precauciones puede causar serios perjuicios. Por ejemplo: el aceite esencial de

la nuez moscada decrece en un 33% si se almacena la nuez durante tres horas,

llegando a un 55% si se almacena seis horas a la sombra y hasta 62% durante

seis horas al sol.

2.3.6. Clasificación de los aceites esenciales

Los aceites esenciales se clasifican:

2.3.6.1. Por su origen

a) Esencias naturales: Son los que se obtienen directamente de la naturaleza,

generalmente son de origen vegetal, también pueden ser de origen animal. 40

Pueden ser productos de secreción como también de algunos estados

patológicos.

b) Esencias sintéticas: Son productos de síntesis orgánica, pueden obtenerse por

transformación de los compuestos obtenidos de diversas esencias o por síntesis

directa. Prescindiendo de la naturaleza, son muy empleadas en perfumería.

c) Esencias artificiales: Son mezclas de las dos anteriores; son de aroma análogo

al de las esencias naturales.

2.3.6.2. Por el Origen de la materia prima natural

a) De origen vegetal: La agrupación de los aceites esenciales, con vista al

empleo como materia prima se agrupan de la siguiente manera.

Tabla 5. Clasificación por flores, plantas y agrios

Esencias de los

AgriosEsencias florales

Esencias de

Plantas

Cidra

Lima

Limón

Mandarina

Naranjo amargo

Naranjo dulce

Toronja

Clavel

Jacinto

Jazmín

Lilas

Lirio

Madre selva

Mimosa

Narciso

Retama

Rosa

Violeta

Albahaca

Hierba buena

Lavanda

Menta

Orégano

Romero

Salvia

Tomillo

Geranio

Manzanilla

Mirto

Ruda

Fuente: GRIGNARD Y WATSON

41

Tabla 6. Clasificación por granos, semillas, especies, maderas, cortezas, raices y hojas

Esencias de Granos Semillas y Especias

Esencias de Maderas, Cortezas, Raíces y Hojas

AnísApio

CilandroClavo

CominoHaba

HinojoMolle

Nuez MoscadaPerejil

PimientaPimientoVainilla

ZanahoriaUva

AbedulÁrnicaCalamoCanelaCedroCiprésEnebro

EucaliptoHierba luisa

LaurelMuñaCerezoPino

Palo RosaLirioPino

SándaloValeriana

Fuente: GRIGNARD Y WATSON

b) De origen Animal: Ámbar, Civeta.

2.3.6.3. Por su composición elemental.

Según GRUNFELD (28):

a) Esencias pobres en oxigeno: (Ricos en terpenos) entre las que tenemos

las de trementina, limón, romero, eucalipto, laurel, naranja y mandarina.

b) Esencias ricas en oxigeno: Como de anís, hinojo, comino, menta,

manzanilla, rosas, violeta, etc.

c) Esencias nitrogenadas: Como Berro, Mastuerzo, y capuchino.

d) Esencias sulfonadas: ajo, cebolla y mostaza.

42

2.3.6.4. Por su punto de ebullición.

Se pueden agrupar en tres grupos.

Tabla 7. Esencias volátiles

Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3Anís

BergamotaCidraLima

LináloesMandarinaNaranja a.

Niaouli

BadianaCiprésEleni

EspliegoEucaliptus lobulus

GauteríaHinojosHisopo

LavandasLavandin

LimónMejorama

Naranja dulceNuez moscada

Salvia

AlcavarenAlmendra amarga

AngélicaCilandro

Enebro(bayas)Hierbabuena

LaurelLemongras

Menta piperinaPetigrainPimienta

Ruda

Fuente: GARCIA.

Tabla 8. Esencias medias

Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3AlbahacaCalamo

CardamomoCayepuCominoJengibre

Lavanda(abs)MelisaMirraMirtoPoleo

Salvia EsclareaTomilloVerbena

BayCitronela Ceilán

EstragonGalbanunGeranio

Lirio (abs.)Neroli/Big (ac. es.)

OréganoPino (agujas)

RomeroRosa de MayoRosa de oriente

CedroCitronela Java

ClavoJazmín (abs.)

MimosaOpopánax (ac. es.)

Palmó rosaPerejil

PimientoRosa

Sasafrás

Fuente: GARCIA.

43

Tabla 9. Esencias fijas

Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3

Amarilla

Benjuí

Cananga

Canelas

Clavel

Estoraque (ac. es.)

Incienso (ac.es)

Jacinto(abs.)

Junquillo

Labdanun(ac. es.)

Naranjo(abs.agua)

Narciso(abs)

Nardo

Opoponax res. abs)

Yang-ylang

Abedul

Almiscle(res)

Ambar/gris(res)

BalsamoPeru (bals)

Cassie(abs)

Castoreum (res)

Estoraque(res)

Guayaco

Labdanum(res. Abs)

Lirio

Naranjo(flor)

Pachulí

Vainilla

Vetiver

Violeta (hojas)

Apio

Bálsamo Tolú(bals)

Civera (res)

Civeta

Costus

Haba tonca

Muzgo.encina(abs)

Sándalo

Fuente: GARCIA.

2.3.7. Composición de los aceites esenciales.

KIRK (29), la mayor parte de los aceites esenciales están compuestos de

terpenos, sustancias oxigenadas, sesquiterpenos y pequeña cantidad de residuos

no volátiles. Es posible entonces dividirlo en dos grandes grupos de compuestos

orgánicos: los que solamente contienen carbono e hidrógeno y los que contienen

carbono hidrógeno y oxígeno. Existen muy pocas excepciones como son:

isocianatos orgánicos, disulfuros orgánicos y algunas aminas.

1. Los compuestos que contienen carbono e hidrógeno. Se han encontrado los

siguientes hidrocarburos: alcanos, olefinas, hidrocarburos aromáticos,

terpenos (olefínicos, monocíclicos y bicíclicos, sesquiterpenos, alifáticos,

monocíclicos, bicíclicos y tricíclicos, diterpenos y azulenos). Los de mayor

importancia lo constituyen los terpenos sesquiterpenos que se encuentran en

proporciones significativa en algunos aceites esenciales.

44

2. Compuestos que contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. Estos son los

componentes del cual dependen las grandes diferencias de olor observadas

en varios aceites esenciales. Esta comprende: alcoholes, aldehídos, cetonas y

ésteres que pueden ser saturados, alifáticos y aromáticos, terpénicos y

sesquiterpénicos. Otros componentes importantes son: fenoles,

esteresfenólicos, ácidos esterificados, lactonas ésteres y cumarinas, de menor

importancia son los derivados fumáricos, las cumaronas y las quinonas. En

algunos aceites esenciales predomina en mayor parte un compuesto químico,

así por ejemplo: el salicilato de metilo constituye 98% del aceite de abedul

caoba, el anetol 90%, del aceite de anís, el linalol 85% el aceite de palo de

rosa, el safrol 80% del aceite de sasafrás; en cantidades aproximadas.

2.3.8. Usos de los aceites esenciales

TORRES A (17), los usos de los aceites esenciales son muy diversos

entre los más importantes los tenemos:

Por ejemplo: es muy usado en la composición de sabor y en menor escala

en perfumes. Combinado adecuadamente puede ser usado para imitar al limón,

lima, naranja, toronja, cereza, etc. La concentración del aceite es de 40 ppm

pero puede ser aumentada hasta 160 ppm para gomas de mascar, otras

concentraciones son 9.2 ppm para bebidas no alcohólicas.

En nuestro medio es usado en las bebidas gasificadas (aceite esencial de

hierba luisa) y medicinales (aceite esencial de eucalipto); en otros países el uso

directo es muy amplio, abarcando la línea de jabones, alimentos y bebidas.

Por tanto puede ser usado en las diversas Industrias de los combustibles,

cosméticos, repelentes, alimentaría, artesanal y pinturas.

45

Figura 5. Usos de los aceites esenciales.

Fuente: Torres A.

2.3.9. Estabilización de los aceites esenciales

2.3.9.1. Uso de Desecantes

VITALE (30), los desecantes pueden clasificarse en: 1. Desecantes de

acción química y 2. Desecantes de acción física. Los más usados en el desecado

de aceites esenciales son los de acción química en especial los que fijan el agua

como agua de cristalización y son regenerables por calentamiento.

Ejemplo: cloruro de calcio, sulfato de sodio, perclorato de magnesio.

Cabe destacar al sulfato de sodio anhidro (usado para análisis), semejante al

sulfato de magnesio, es un desecante inerte, de actividad moderada. Adecuado

para el secado de compuestos sensibles, como ácidos grasos, aldehídos, cetonas,

halogenuros de alquilo y de arilo y aceites esenciales por su composición

química.

46

2.3.9.2. Uso de Antioxidantes

REEVES (31), menciona a Lundberg que manifiesta que la

deterioración de los aceites esenciales ha sido atribuida a reacciones de

oxidación, polimerización, hidrólisis y resinificación. Sin embargo, hasta

ahora no es evidente que la oxidación por aire sea similar a la auto

oxidación en las reacciones primarias orientadas a su deterioración.

Así mismo, se reporta que la cadena principal de las reacciones de

deterioración se debe a la oxidación, y que por ello puede ser evitado por

el uso de antioxidantes. Los antioxidantes encontrados efectivos en los

aceites esenciales son: el NDGA, L-tocoferoli, etil y propil galato, BHA,

Hidroquinona, Catecol y principalmente BHT-BAYER (Butil hidroxi

tolueno C15H24O) que es un compuesto no higroscópico y no tóxico.

Además un número de extractos acuosos y alcohólicos de plantas han sido

patentados como antioxidantes actúan sinergicamente, esto es, dos o más

en combinación proporcionan una mayor protección contra la mayor

oxidación que la que podría esperarse del efecto de cada uno de ellos

empleándolo sólo. Se da el nombre de sinérgista a las sustancias, como el

ácido fosfórico, el ácido cítrico, el ácido ascórbico y la cefalina, que no

tienen propiedad antioxigénica cuando se utilizan solas, pero refuerzan la

acción antioxidante de otras sustancias.

47

2.4. ACEITE ESENCIAL DE SCHINUS MOLLE L.

2.4.1. Antecedentes

Existen muchos estudios sobre el aceite esencial de Schinus molle l., en

el extranjero y en nuestro país, como puede verse en la literatura, generalmente

fue realizada por estudiosos bioquímicos y farmacéuticos, recientemente hace

dos décadas fue visto su posible utilización con criterio industrial.

2.4.2. Propiedades del aceite esencial del Schinus molle l.

MARTINEZ (16), obtuvo aceite esencial del fruto de molle por el

método de arrastre de vapor en laboratorio, con un rendimiento promedio de

2,73%, teniendo en cuenta la altitud sobre el nivel del mar.

Tabla 10. Rendimientos de extracción por arrastre con vapor.

Lugar Rendimiento (%)Vitarte 2.59

Ricardo Palma y Matucana 3.35

Huanta 2.55 Fuente: Martínez.

Tabla 11. Propiedades fisicoquímicas encontradas.

Propiedad RangoGravedad EspecíficaPoder Rotatorio a 20°CÍndice de Refracción

0.8473+0.492451.4956

Fuente: Martínez

Propone como componente principal al mirceno, 8% fenoles y otro cuerpos

aromáticos no identificados en menor cantidad, sustancias terpénicas 22% y 15

el índice de irritabilidad. Reporta los siguientes principios activos: ácido acético

y salicílico, fenoles, carvacrol, alcoholes y cetonas.

MONTES, A., Y BANDINELLI, C., (32) Utilizó bayas trituradas para el

método por arrastre de vapor obteniendo los siguientes resultados:

48

Tabla 12. Propiedades fisicoquímicas encontradas del aceite esencial de molle.

Propiedad RangoAspectoColorOlorSaborRendimientoPeso específico a 20°CÍndice Refracción(20°C)Índice de AcidezÍndice de EsterÍndice de Ester en fríoÍndice de Ester /estilarFenoles(abs. álcali)%

Liq. límpido y brillanteAmarillo PálidoAromáticoLigeramente Picante4.8%0.85751.48870.28520.58.5543.52.68

Fuente: MONTES, A., Y BANDINELLI, C.

Tabla 13. Metabolitos primarios y secundarios encontrados.

Hidrocarburos Esteres Alcoholes Otros comp.-pinenod--felandreno-felandreno

Formiato de-Terpinol

-Terpinol Un fenol3 aldehídos3 Cetonas

Fuente: MONTES, A., Y BANDINELLI, C.

GILDEMEISTER, E. y HOFFMANN, F. (33) Reportan un rendimiento en las

bayas de 3.35 a 5.2 % de aceite esencial, entre los principales constituyentes

informan que son el y -felandreno, y en menor proporción el -Pineno y el

Carvacrol, señalan también similar composición para el aceite esencial de las

hojas.

FRITZCHE, B., (34) reporta de dos aceites de Schinus molle obtenidos de bayas

importadas. Las siguientes características encontradas:

49

Tabla 14. Propiedades fisicoquímicas encontradas por Fritzche.

Propiedad RangoColor

Olor

Rendimiento

Gravedad específica 15°C

Poder Rotatorio

Índice Refracción(20°C)

Número de ácidos

Número de Ester/acet.

Solubilidad hasta:

Liq. ligeramente coloreado

a pimienta

5.5 a 7.2%

0.556-0.366

+47°17’ +26°55’

1.4790-1.4818

2.4 - 2.5

10.5 – 8.3

10 vol. De alcohol 90%

Fuente: Fritzche B.

BERNHARD, R., y WROLSTAD, R. (35) reportaron haber aislado: -pineno,

-pineno, canfeno, mirceno, -felandreno, limoneno y p-cymeno.

CH3C 6H4CH (CH3)2 H2C=CHC (=CH2) CH2CH2CH=C (CH3)2

p-Cymeno Mirceno

50

SCHIMEL, E (36) Examino cuatro muestras de aceite derivados de las bayas y

reportaron lo siguiente:

Tabla 15. Propiedades fisicoquímicas encontradas por Schimel.

Propiedad I II III IVGravedad específicaRotación ópticaÍndice de acidezNúmero de Ester

Número de Ester/ acetilación

0.850+46°4’

0.860+42°30’

25.2

56.2

0.8320+60°40’0.49.3

14.0

0.8561+62.42’

Fuente: Schimel.

La muestra de aceite III tiene un olor reminiscente de molle, contiene gran

porcentaje de felandreno y trazas de fenoles (Carvacrol). La muestra IV también

contiene mucho felandreno y trazas de fenoles.

DAVIDSON Y MONTES (37), Obtuvieron los resultados que se observan en la

siguientes tablas.

Tabla 16. Propiedades fisicoquímicas encontradas por Davidson y Montes.

Propiedad Rango

Color

Aspecto

Rendimiento

Peso específico 20°C

Desviación Polarimétrica 20°C

Índice Refracción(20°C)

Índice de acidez.

Número de Ester

Número de Ester en frío

Número de Ester / acetilación

Ámbar claro

Liq. Oleoso, límpido

3.0%

0.9037

+2°8’

1.4921

1.5

15.53

2.8

69.11

Fuente: Davidson y Montes.

51

Tabla 17. Metabolitos Primarios y secundarios encontrados por Davidson y Montes

Hidrocarburos Fenoles Alcoholes Otros comp.-pineno-felandreno

OroetilCarvacrol(1.33%)

Alcoholes totales en terpenol(15%)

2 aldehídos2 Cetonas

Fuente: Davidson y Montes

GUPTA (38), encontró en los frutos los siguientes compuestos: cianidina

—3-rutinósido y peonidina-3-galactósido en corteza y hojas: ácidos linolénico,

linoléico, lignocérico y esteárico. Además reportó la presencia de los siguientes

compuestos -amirina, fisetina, ácido gálico, glucosa y fructuosa, piperina,

ácido protocatéquico, quercetina, quercitrina, isoquercitrina, rutina, -sitosterol,

taninos y preisocalameneidol.

2.4.3. Componentes del aceite esencial del Schinus molle l.

TERHUNE, S (39) reporta la separación y elucidación estructural de un

nuevo hidrocarburo de la serie sesquiterpeno llamado -spatuleno, siendo esta la

primera vez que se logra aislar este compuesto como producto natural de los

aceites esenciales obtenidos por destilación a vapor de los frutos secos del

Schinus molle recolectados en los alrededores de la ciudad de México. La

estereoquímica del compuesto fue confirmada mediante deshidratación del

spatulenol con cloruro de tiónilo a 0 °C en piridina.

ANON (40), GONZALES, A (41) CREMONINI (42) y BERNHARD, R.

y WROLSTAD, R., (35) reportan haber aislado el –felandreno del aceite

esencial del Schinus molle.

52

GONZALES, A., (41) también reporta haber aislado el Carvacrol

igualmente MONTES et al. (32) reportan haber aislado el o-etil fenol a partir

del aceite esencial de los frutos de “molle”.

(CH3)2CHC6H3(CH3)OH

Carvacrol

o-etil fenol

POZZO-BALBI (43) reportan haber aislado el ácido 3-epi-

isomaticadienolálico a partir de la fracción acídica de una oleorresina obtenida,

por extracciones Soxhlet, a partir de los frutos de una anacardiácea (Schinus

molle), el mismo que lleva un grupo aldehídico en la cadena carbonada C20.

POZZO-BALBI (43) también lograron separar de la fracción ácida de la

oleorresina de los frutos de Schinus molle, compuestos identificados como ácido

isomasticadienónico y el ácido isomasticadienónico de metilo.

Igualmente SEOANE E (44) aisló el ácido isomasticadienonálico y el ácido

isomasticadienonálico de metilo.

53

-felandreno

OH

-felandreno-felandreno-felandreno-felandreno-felandreno-felandreno-felandreno-felandreno-felandreno-felandreno-felandreno-felandreno-felandreno-felandreno-felandreno-felandreno

CH2CH3

CHO

COOH

H

HOH

Ácido3-epi-isomasticadienolálico

También menciona POZZO BALBI (43) que han sido obtenidos otros ácidos

triterpenoides a partir de la fracción acídica de la oleorresina del Schinus molle,

los mismos que tienen cadenas carbonatadas comprendidas entre 22 a 28 átomos

de carbono.

Estos compuestos identificados corresponden a las estructuras siguientes:

PUSHPA Y RASTOGI, (45) reporta que en periódo comprendido entre

(1971-1977) se han aislado una gran variedad de compuestos terpenoides penta y

tretacíclicos, entre los cuales se encuentra el eufano obtenido a partir del Schinus

molle cuya estructura es:

54

R

H

COOR2

R2

Ácidos:Isomasticadienónico:R=O;R1CH3;R2=H ” de metilo: R=O; R1=R2=CH3

Isomasticadienonálico:R=O;R1=CHO,R2=H ” de metilo: R=O;R1=CHO;R2=CH3

R H

COOR2

R

R1

R2

COOR3

H

Ácidos Ácidos:Isomasticadienónico 3-epi-IsomasticadienolicoR=O;R1=CH3;R2=H R=H; R1=0H; R2=CH3;R3=HIsomasticadienico de metilo 3-epi-Isomasticadienico de metiloR=O; R1=R2=CH3 R=H; R1=0H; R2=R3=CH3

Isomasticadienonálico de metiloR=H; R1=HO; R2=CHO; R3=CH3

Eufano

GUPTA (38), El aceite esencial contiene: -bergamont-trans-eno,

bourboneno, - y -candineno, - y -calacoreno, calameneno, canfeno, car –

3 - eno, carvacrol, - cariofileno, - copaeno, croweacina, - cubebeno, p-

cimeno, D- elemeno, elemol, - y -eudesmol, germacreno-D, butirato de

geraniol, -guaieno, -humuleno, limoneno, - y -pineno, sabineno, -

terpineol, -terpineno.

TEJADA (46), reportó la siguiente composición para el aceite esencial de

molle: - y -felandreno, sabineno, terpineno, candineno, canfeno, limoneno, 3-

ciclo Hexen 1-ol, 4-methyl –1 (1- methyl – ethyl) y 1,4,6 hepta – triene 2,3,6

trimethyl.

2.4.4. Usos y posibilidades del aceite esencial de Schinus molle

MARTINEZ (16), menciona la posible aplicación de los aceites

esenciales en perfumería, farmacología y alimentación, sin precisar los

procedimientos y métodos factibles para su efecto. Así mismo menciona que el

aceite esencial desterpenado es más estable y de mejor aplicación en la industria

de perfumería.

GUENTHER (47), el aceite de molle puede ser usado como saborizante de

especies.

TEJADA (46), realizó un aromatograma del aceite esencial, también determino

que presenta una acción bactericida frente a la Shigella Hexenerins y E. Coli y

55

H

HH

además determinó una dosis letal media de 3.7 mg/l para su uso como

insecticida, así mismo comprobó la acción repelente del aceite.

Figura 6. Aplicaciones industriales del Aceite de Schinus molle l.

Fuente: Tejada.

56

2.5. REPELENTES

Los repelentes hacen que los humanos no sean atractivos a los mosquitos,

por lo cual los mosquitos evitan acercarse a las áreas del cuerpo cubiertas por

repelente. Los repelentes no matan a los mosquitos. Los mejores productos

proveen protección por largo tiempo tras una sola aplicación. Los investigadores

de la Universidad de Florida, prueban y evalúan la efectividad de los repelentes

según el período de tiempo durante cual el repelente mantiene su efectividad

luego de una sola aplicación sobre la piel. Este período se conoce como el

Tiempo de Protección Completa (TPC).

2.5.1. Tipos de repelentes disponibles

Los repelentes disponibles actualmente consisten de productos químicos

sintéticos, como el DEET, o productos derivados de las plantas, como la

citronela. Varias fórmulas de estos productos las cuales difieren en la

concentración del ingrediente activo (la substancia que actualmente repele a los

mosquitos), están disponibles al público. Estos productos están disponibles en

forma de aerosoles, lociones, espumas, y otras.

57

Tabla 18. Diferencias Entre un Repelente Natural y un Repelente Sintético

NATURAL SINTÉTICO

Baja presencia toxicidad Toxicidad muy alta

Es un poco más complicada la obtención de

los ingredientes activos para productos

naturales

Es más fácil la obtención de productos

químicos de síntesis

Depende de tiempos de cosecha, de

cuidados de cultivo, del clima y de la

procedencia

Todos estos productos son factibles de ser

fabricados en cualquier parte del mundo sin

mayores requerimientos

Cuida la salud de quien lo usa y proyecta un

beneficio adicional de protección para la piel

Suelen contener alcohol como deshidrante

para la piel y butano/propano como

propelente y desengrasante. Ambos efectos

perjudiciales para la piel

No presenta efectos adversos para el medio

ambiente

Afecta el medio ambiente

Durabilidad media Alta durabilidad

Fuente: REPELENTE PARA INSECTOS VOLADORES (Daza, 2006)

2.5.2. Aplicación de Repelentes de Mosquitos

Aplique según las instrucciones en la etiqueta. Use sentido común al

aplicar. Vigile las reacciones alérgicas, algunas personas pueden ser alérgicas a

los ingredientes en algunos productos.

No aplique en la boca u ojos o en heridas o partes irritadas en la piel.

Para aplicar en la cara, aplique el producto a las manos y luego frótelas sobre la

cara.

Aplique SOLAMENTE a las partes del cuerpo que estén expuestas a las picadas.

Algunos productos se pueden aplicar directamente a las ropas, pero verifique

que es así en la etiqueta. No aplique a piel que va a estar cubierta por la ropa.

No permita que los niños se apliquen el producto solos.

Aplique solamente con la frecuencia recomendada en la etiqueta. Usar

demasiado producto NO es lo mejor. Si el producto se desgasta más rápido que

58

lo esperado, lea la etiqueta para averiguar con cuanta frecuencia se puede

reaplicar.

Acuérdese que ciertas cosas pueden disminuir el efecto del repelente; por

ejemplo, actividades que hacen sudar, humedad alta, temperaturas altas, lluvias,

y natación.

2.5.3. El DEET (Dietiltoluamida)

La EPA ha determinado que el uso normal de DEET no causa

preocupación sobre la salud a la población general de los EU, y no está

clasificado como un carcinógeno humano.

La Academia Americana de Pediatría recomienda que los repelentes usados por

niños no deben contener más del 10% de DEET. Repelentes que contiene DEET

nunca deben ser aplicados a niños menores de dos años. Luego de regresar sitios

interiores (por ejemplo a su hogar), lave bien las partes del cuerpo que recibieron

el repelente.

59

Figura 7. Tiempos de Protección de Repelentes Probados

Fuente: Comparative efficacy of insect repellents against mosquito BITES, Fradin M, Day, J.

60

2.6. CREMAS

2.6.1. Generalidades.

El estudio de las emulsiones es de gran interés en una inmensa cantidad

de productos que utilizamos a diario como son las cremas para el cuidado

personal, pintalabios, algunos alimentos (helados, leche, mantequilla) y

productos agroquímicos como los insecticidas y pesticidas. La leche por

ejemplo, no es más que diminutas gotas o glóbulos de grasa estabilizados por

una película de proteínas y fosfolípidos y suspendido en una fase acuosa, y la

mantequilla en cambio, gotas de agua dispersas en grasas.

En el sector de los cosméticos, las cremas hidratantes y protectoras para los

rayos UV también son emulsiones de partículas aceitosas dispersas en agua. En

el sector farmacéutico, las emulsiones pueden servir para encapsular los

fármacos activos y después liberarlos cuando se encuentran en la corriente

sanguínea.

La farmacopea de los Estados Unidos Mejicanos (FEUM) define a la crema

como una preparación líquida o semisólida que contiene el o los principios

activos y aditivos necesarios para obtener una emulsión generalmente aceite en

agua con un contenido de agua superior al 20%.

Son formas farmacéuticas constituidas por dos fases, una lipofílica y otra

acuosa. Tienen consistencia blanda y flujo newtoniano o pseudoplástico por su

alto contenido acuoso.

Una diferencia entre la crema y la pomada es que la pomada fluye con dificultad

y las cremas fluyen fácilmente, además las pomadas son siempre monofásicas.

61

2.6.2. Clasificación

Hidrófobas (Emulsiones W/O).

La fase continua o externa es la fase lipofílica debido a la presencia en su

composición de tensoactivos tipo W/O.

Hidrófilas (Emulsiones O/W).

La fase externa es de naturaleza acuosa debido a la presencia en su composición

de tensoactivos tipo O/W, tales como jabones sódicos o de alcoholes grasos

sulfatados y polisorbatos, a veces combinados en proporciones convenientes con

tensoactivos tipo W/O.

2.6.3. Excipiente

Es el vehículo de la crema, es decir el ingrediente en el que se disuelven los

principios activos, éste va a condicionar la forma de presentación de la crema.

El excipiente suele estar compuesto por dos tipos de sustancias de diferente

polaridad, una de ellas más afín al agua y otra más afín al aceite. Dependiendo

de la piel a la que va dirigida la crema, variaremos la cantidad de cada una de

ellas en la fórmula, es decir, si la crema tiene un excipiente muy graso estará

indicada para la piel más seca y si el excipiente está carente de lípidos, la crema

será para la piel más grasa, un excipiente equilibrado en estas dos fracciones será

porque la crema está indicada en piel normal.

2.6.3.1. Tipos de excipientes

El excipiente más utilizado es el agua porque en ella se disuelven la

mayoría de principios activos que conocemos.

62

Sistemas W/O (Agua/Aceite)

1.- Excipientes hidrófobos: grasas oclusivas (vaselina, parafina, ceras,

siliconas)

2.- Bases de absorción (anhidras)

3.- Emulsiones W/O:

Cremas refrescantes

Medicamentos tópicos de alta penetración

Sistemas O/W (Aceite/Agua)

4.- Excipientes hidrofílicos: vehículos sin grasa, materiales que en

presencia de agua adquieren consistencia semisólida)

5.- Bases emulgentes O/W (anhidras)

6.- Emulsiones O/W: cremas evanescentes

2.6.4. Principios activos

Los principios activos son las sustancias que aportan las propiedades de

la crema, es lo que “reivindica” la crema. Por ejemplo: Hablamos de cremas

hidratantes, anti envejecimiento, anticelulítica. La calidad y la cantidad de cada

principio activo son los responsables de la eficacia de las cremas.

2.6.5. Aditivos

Los aditivos nos proporcionan aquellas características que favorecen la

estabilización de la crema, su durabilidad y conservación, olor y color agradable.

Están presentes en cantidades muy pequeñas, pero su presencia es

imprescindible para la garantía de la crema.

2.6.6. Componentes y elaboración de cremas

De acuerdo a Muñoz et al. (s.f.), la piel es una membrana que actúa en

una gran parte de las actividades fisiológicas que mantienen la homeostasis.

63

Actuando como protectora del organismo, la piel está expuesta a las diversas

condiciones del medio, microorganismos y sustancias químicas que la dañan o la

hacen más sensible y vulnerable.

Una gran cantidad de cremas y lociones para la piel y para el cabello son

emulsiones de aceites y agua al ser aplicadas forman una película protectora que

disminuye la deshidratación y daño causados por el medio y los

microorganismos.

Las cremas son mezclas de aceite en agua y otras sustancias (colorantes,

fragancias y agentes humectantes) que hacen que el producto sea homogéneo

(Harry, 1962).

Actualmente existe una diversidad de tipos de cremas, adaptadas a cada tipo de

piel y ambiente. Las cremas y lociones fluidas que tienen aspecto de leche

cremosa son mezclas de aceites, grasas y ceras que forman un sistema estable o

una emulsión de agua en aceite o de aceite en agua. Cuando los aceites se

encuentran en mayor proporción, se forma una crema acuo-oleosa, mientras que

cuando los aceites están en menor proporción, las cremas se conocen como

óleoacuosas (Simmons, 2000).

Se conoce como emulsificación la capacidad que el aceite tiene de mezclarse

con el agua formando una mezcla uniforme, sin la presencia de grumos de grasa.

La capacidad de emulsificación de un aceite está relacionada con el tamaño de

sus componentes y su estructura (Harry, 1962).

Algunos de los emulsificantes usados en la industria también se utilizan para la

elaboración de cosméticos, como es la lecitina. Otros son elaborados y

patentados por las empresas que desarrollan cosméticos de varios tipos. Por

ejemplo, el emulsificante CREMOPHOR® A 25, que se obtiene al reaccionar

óxido de etileno con alcoholes grasos saturados, permite elaborar soluciones

coloidales y emulsiones de aceite en agua, que son las cremas y lociones; otro

ejemplo es el PEG-y aceite de Castor soluble en parafina, que se obtiene al

reaccionar óxido de etileno con aceite de ricino, es más usado es emulsiones y

lociones con baja viscosidad del tipo agua en aceite, ambos no ionicos (BASF,

64

2004). El Emulgade SE, es un emulsificante no iónico elaborado a base de

gliceril estearato, ceteareth-20, ceteareth-12, alcohol cetearílico y cetil palmitato,

que se presenta en la forma granular de color blanco a levemente amarillo y olor

característico. Provee una consistencia ideal para la preparación de lociones y

cremas del tipo aceite en agua (Cognis, 2002).

Tabla 19. Emulsificantes usados en la industria

Emulsificante FunciónLecitina Control de viscosidadMono diglicéridos Emulsificación de aceite en aguaLactylated mono-/digliceridos AeraciónPoliglicerol éster Inhibición de formación de cristalesPoliglicerol glicol éster Aeración

Fuente: Harry, 1962

Los agentes preservantes evitan que las cremas sufran ataque por lo

microorganismos. Los preservantes más usados son el metilparabeno (4-metil

hidroxibenzoato) y el propilparabeno (4-propil hidroxibenzoato). El primero es

aplicado a la fase acuosa y el segundo a la fase oleosa. Simmons (2000)

recomienda usar una concentración de 0,1 a 0,2% de metilparabeno y

propilparabeno y, para perfumar la crema, adicionar de 6 a 8 gotas de perfume

cuando la crema esté entre 30 y 40 °C.

El propilparabeno es un éster propílico neutro del ácido p-hidroxibenzóico, se

presenta como un polvo fino, blanco, sin olor, sin sabor y atóxico. Posee una

amplia acción antibiótica contra bacterias, hongos, levaduras. El metilparabeno

es un éter metílico neutro del ácido p-hidroxibenzóico, se encuentra en la misma

presentación del propilparabeno y también es de amplia acción contra los

microorganismos. Volp (s.f.) indica que las concentraciones máximas permitidas

son de 0,8%.

En la elaboración de cosméticos existen ciertas reglas que deben ser seguidas

para garantizar la buena calidad y seguridad a los consumidores. En la Unión

Europea, por ejemplo, rige la normativa 76/768/CEE, que dice que los

cosméticos no deben perjudicar la salud del consumidor, y para que eso sea

posible se recomienda no usar altas concentraciones de los preservantes, usar

65

agua destilada reciente o desionizada pasada en filtro biológico e ingredientes

libre de contaminación química y biológica (Simmons, 2000).

2.6.7. Controles Físicos de Cremas

Características organolépticas: su determinación u observación proporciona

una primera impresión de la calidad del producto. Deben presentar aspecto

homogéneo, color y olor agradable o por lo menos aceptable y textura suave

luego de la aplicación vía tópica.

Una vez elaboradas las muestras se deben observar a diferentes intérvalos de

tiempo (24 horas, 7, 15, 30, 41 días) con la finalidad de examinar:

homogeneidad, textura, consistencia, color y olor.

Pérdidas por evaporación: Se realiza en el envase definitivo en virtud de que

la formulación contiene una proporción importante de agua y componentes

volátiles. Las determinaciones se realizan a partir de medidas de peso y la

pérdida se expresa porcentualmente (Herráez y Castellano, 1997).

Conductividad: La determinación del signo de la emulsión es importante

porque pueden ocurrir inversiones de fase que alteran las características y la

estabilidad de la emulsión. El signo de la emulsión, es decir, la naturaleza de

la fase externa, se puede determinar por medidas de la conducción de la

electricidad (Bustamante, 1993).

Estudio reológico: La caracterización reológica es fundamental en la

investigación y desarrollo de formas farmacéuticas semisólidas como las

cremas, debido a que las propiedades reológicas tienen una gran influencia

en la estabilidad y en la textura de estos productos.

Son válidos varios procedimientos. En este estudio se consideran las

determinaciones de extensibilidad y viscosidad debido a la relación

existente entre estos parámetros para definir dicho comportamiento.

Extensibilidad: Se realiza con un extensómetro, tomando como base el

aumento de superficie que experimenta cierta cantidad de producto cuando

se le somete a la acción de una serie de pesos crecientes (10, 20, 50 y 100

gramos) a intervalos fijos de tiempo (1 minuto), en condiciones

normalizadas (temperatura ambiente +/- 2 ºC).

66

Viscosidad: Para describir el comportamiento reológico de la crema es

necesario determinar la viscosidad con ayuda de un viscosímetro. Las

medidas reométricas generalmente consisten en el análisis de los esfuerzos

de corte a frecuencia constante.

67

CAPITULO III

DESARROLLO EXPERIMENTAL

3.1. GENERALIDADES

En éste capítulo se determina el número de etapas del desarrollo experimental. El

desarrollo de cada etapa es individual y comprende los objetivos, el fundamento, la

identificación de variables del proceso, la descripción del procedimiento

experimental y los recursos que se van a requerir para llevar a cabo cada etapa.

3.2. PLANIFICACION DE LA EXPERIMENTACIÓN

De acuerdo al objetivo general y objetivos específicos se determinó que el desarrollo

experimental se dividirá en 4 etapas:

Primera etapa, consiste en la obtención del aceite esencial de molle por el

método de arrastre con vapor evaluando los niveles planteados para las

variables: porcentaje de humedad, tiempo y tamaño de partícula.

Segunda etapa, consiste en la caracterización físico-química del aceite

esencial de molle.

Tercera etapa, consiste en la formulación de una crema repelente de

mosquitos, evaluando los planteados óptimos para las variables: fase acuosa,

temperatura de mezcla y tiempo de agitación.

Cuarta etapa, consiste en las pruebas de protección completa y

68

comparación con otros repelentes del mercado.

3.2.1. PLANIFICACION DE LA PRIMERA ETAPA

3.2.2. Objetivo

Obtener el aceite esencial de molle por el método de arrastre con vapor

evaluando los niveles planteados para las variables: porcentaje de humedad,

tiempo y tamaño de partícula.

3.2.3. Determinación de las variables

3.2.3.1. Humedad

Fundamento:

Consiste en le eliminación del agua de los frutos por

calentamiento hasta que obtenga un peso constante, obteniéndose el

valor de la humedad por diferencia de pesada.

Procedimiento:

A los frutos del molle recién recolectado se le sacan todas las

ramas y se le descascara mediante la técnica de venteo, se lava y luego

se pone al secador hasta obtener el porcentaje deseado de humedad en

estudio.

69

3.2.3.2. Tamaño de partícula

Fundamento:

La influencia del tamaño de la semilla es importante porque nos

define la densidad del lecho, si se aplica una molienda influirá en la

velocidad de extracción, aumentaría la densidad del lecho en

consecuencia las partículas de las semillas desintegradas formarían

una masa porque sus tamaños serían menores, por lo tanto el vapor

atravesaría el lecho a través de las grietas formadas en la masa por el

vapor y la velocidad de extracción disminuiría y el tiempo de

operación aumentaría para obtener un rendimiento óptimo.

Procedimiento:

Se colocan los frutos lavados y secos en el molino para granos a

tres aberturas distintas de molienda 1, 2 y 3 mm, no se clasifica en

mallas ya que al moler la semilla de molle esta se apelmaza y no

permite una buena clasificación lo que se hace es tomar medidas de

las semillas molidas (largo, ancho y altura), y se saca un promedio de

éstas.

Tabla 20. Abertura del molino y dimensiones de la semilla

Abertura del molino (mm)

Espesor de semilla

promedio (mm)

Largo de semilla

promedio (mm)

Altura de la semilla

promedio (mm)

Tamaño promedio

de partícula (mm)

123

Fuente: Elaboración propia

3.2.3.3. Tiempo de extracción

70

Fundamento:

La influencia del tiempo de extracción va a determinar en cuantos

minutos se extrae la mayor cantidad de aceite esencial, y poder

hacerlo rentable, ya que si se emplea mucho tiempo para extraerlo los

costos se elevarán.

Procedimiento:

Se va a extraer a tres diferentes tiempos de extracción.

30 minutos

60 minutos

90 minutos

3.2.4. Determinación del método o diseño experimental

En este caso se emplea el método factorial completo con replica en el

punto central. El diseño factorial es aquel en que se investiga todas las posibles

combinaciones de los niveles en los factores en cada ensayo, los niveles

representan los factores que pueden tomar las variables.

3.2.4.1. Determinación del número de experimentos

Metodo: Factorial con replica en el punto central

N de ensayos: N= 2k =23=8

N de ensayos para eliminar errores experimentales: 3 en el punto central

N de ensayos totales: 8+3= 11

Tabla 21. Factores y niveles del diseño experimental

VariablesNiveles

Mínimo Central MáximoHumedad (%) 15 20 25

Tamaño de partícula (mm3)

1 2 3

Tiempo de extracción (min)

30 60 90

Fuente: Elaboración propia

71

El diseño experimental se llevará a cabo tomando en cuenta las siguientes

variables:

Variables codificadas:

X1: Humedad

X2: Tamaño de partícula

X3: Tiempo de extracción

Variables naturales:

Z1: Humedad

Z2: Tamaño de partícula

Z3: Tiempo de extracción

Variable Respuesta:

Y: Rendimiento de Extracción

Tabla 22. Diseño factorial de la experimentación

Prueba N

Variables codificadas Variables naturalesVariable

Respuesta YX1 X2 X3 Z1 Z2 Z3

1 -1 -1 -1 15 1 30 Y2 -1 -1 1 15 1 90 Y13 -1 1 -1 15 3 30 Y24 -1 1 1 15 3 90 Y35 1 -1 -1 25 1 30 Y46 1 -1 1 25 1 90 Y57 1 1 -1 25 3 30 Y68 1 1 1 25 3 90 Y79 0 0 0 20 2 60 Y810 0 0 0 20 2 60 Y911 0 0 0 20 2 60 Y10

Fuente: Elaboración propia

Modelo matemático que describe el experimento:

Y=b0+b1 X1+b2 X 2+b3 X3+b4 X1 X 2+b5 X1 X 3+b6 X2 X3

72

3.2.5. Procedimiento experimental

Se resume en el siguiente diagrama de flujo:

Figura 7. Diagrama de flujo de la extracción de aceite esencial de molle.

Fuente: Elaboración propia.

3.2.5.1. Preparación de la materia prima

La preparación de la muestra, que fue recolectada de diferentes lugares de la

Campiña de Arequipa, fue tratada de la siguiente manera:

a) Recolección y Selección: Se recolectaron frutos maduros de diferentes

lugares de la campiña de Arequipa-Perú, eliminándose las hojas y otras

impurezas.

73

b) Descascarado: Se separan las cáscaras mediante frotación directa con las

manos, observándose la presencia de finos de cáscara que son separadas de

los frutos mediante el venteado.

c) Desazucarado: El contenido de azúcares, distribuidos en la superficie del

fruto, son removidos por dilución y frotación manual del fruto en agua por 3

veces consecutivos.

d) Secado: Para el secado de los frutos desazucarados se usa un secador

industrial hasta obtener la humedad deseada dependiendo de la prueba de

extracción.

e) Molienda: La molienda de la muestra seca obtenida se realiza utilizando una

pequeña máquina moledora de granos maraca Corona, a una abertura de 1, 2

y 3 mm.

3.2.5.2. Extracción del aceite esencial.

a) Se arma el equipo de extracción como se muestra en la fotografía de abajo.

Figura 8. Equipo de Extracción por Arrastre de Vapor usado en laboratorio.

Fuente: Elaboración Propia.

74

a) Se carga el molle molido de manera que forme un lecho fijo compactado.

b) Se llena el balón con agua.

c) Se hace fluir el agua de refrigeración del condensador cuando se empieza a

formar el vapor de agua.

d) Se recibe el aceite esencial en el florentino, tomando datos del tiempo que pasa

por cada ml de aceite esencial que recibimos en el florentino.

e) Desarmar y limpiar el equipo

75

3.3. PLANIFICACION DE LA SEGUNDA ETAPA

3.3.1. Objetivo

Determinar las propiedades fisicoquímicas del aceite esencial de molle.

3.3.2. Procedimiento Experimental.

Tabla 23. Propiedades fisicoquímicas aceite esencial de molle a determinar

CARACTERÍSTICA VALOR

COLOR

SABORDENSIDAD RELATIVA 20/20ºCINDICE DE REFRACCIÓN 20ºCSOLUBILIDAD EN ETANOL ml aceite/ml alcRESIDUO DE EVAPORACIONDESVIACIÓN POLARIMETRICA 20ºCINDICE DE ACIDEZINDICE DE PEROXIDOINDICE DE ESTERCROMATOGRAFIA DE GASES

Fuente: Elaboración propia.

Tabla 24. Métodos INDECOPI Empleados

PROPIEDAD NORMA TECNICAÍNDICE DE REFRACCION 319,075ROTACION OPTICA 319,076PRERACIÓN DE LA MUESTRA PARA ANÁLISIS

319.077

DENSIDAD Y DENS. REL. 319,081SOLUBILIDAD EN ETANOL 319,084ÍNDICE DE ACIDEZ 319,085ÍNDICE DE ÉSTER 319.088RESIDUO POR EVAPORACIÓN 319.089ÍNDICE DE PERÓXIDO 209.006

Fuente: Elaboración propia

76

3.4. PLANIFICACION DE LA TERCERA ETAPA

3.4.1. Objetivo

Formular una crema repelente de mosquitos, evaluando los niveles

planteados para las variables: fase acuosa, temperatura de mezcla y tiempo de

agitación

3.4.2. Determinación de variables

En esta etapa de la experimentación se consultaron varias formulaciones

de crema y la que se presenta a continuación resultó la más viable ya que todos

los insumos se venden en la ciudad de Arequipa y a costos accesibles.

Tabla 25. Componentes de la crema y su función

COMPONENTES FUNCIÓNAlcohol cetílico Incrementador de consistenciaEmulgyn EmulsionanteAcido esteárico Emulgente, incrementador de consistencia

y estabilizadorMetilparabeno ConservadorPropilparabeno ConservadorVaselina líquida Vehículo oleosoAceite esencial de Schinus Molle Principio activoAgua Vehículo acuosoPropilenglicol Vehículo acuosoTreitanolamina Regulador de pH

Fuente: Elaboración propia

A continuación se presentan los 3 parámetros principales para la elaboración de

cremas, los cuales vamos a variar para poder obtener una crema con las mejores

características de calidad (viscosidad y extensibilidad). A partir de estos

resultados se variará el porcentaje de aceite esencial incluido en la crema para

obtener un repelente con un porcentaje de protección igual o mejor a los

repelentes del mercado.

77

3.4.2.1. Proporción de las fase acuosa

Fundamento:

La fase acuosa está compuesta por el agua y todos los

componentes solubles en ella como el propilenglicol.

Fase oleosa: está compuesta por las grasas y todos los componentes

liposolubles. En esta fase están incluidos: Alcohol cetílico, ácido

esteárico, emulgyn, metilparabeno, propilparabeno, vaselina liquida y el

aceite esencial.

El emulgente estabiliza estas dos fases a lo largo del tiempo, por lo que

su porcentaje dependerá de la proporción de las fases.

Procedimiento:

Se variará la fase acuosa y en consecuencia los demás

componentes de la crema según la siguiente tabla:

Tabla 26. Formulaciones de la Crema Repelente

COMPONENTES F1 (g) F2 (g) F3(g)Alcohol cetílico 16 11 6Emulgyn 5 4 3Acido esteárico 6 4 2Treitanolamina 0.01 0.01 0.01Metilparabeno 0.17 0.17 0.17Propilparabeno 0.03 0.03 0.03Vaselina líquida 6 5 4Aceite esencialde Schinus Molle

6 6 6

TOTAL FASE OLEOSA 39.21 30.21 21.21Agua 54.79 64.79 74.79Propilenglicol 6 5 4TOTAL FASE ACUOSA 60.79 69.79 78.79TOTAL 100 100 100

Fuente: Elaboración propia.

78

3.4.2.2. Temperatura de mezcla

Fundamento:

Ambas fases deben tener una adecuada temperatura para que la

emulsificación sea homogénea y deben encontrarse a la misma

temperatura para evitar el choque térmico y que se solidifique la fase

oleosa.

Procedimiento:

Se someterán ambas fases a baño maría a 50, 60 y 70 °C.

3.4.2.3. Tiempo de agitación

Fundamento

Se debe agitar durante el mezclado éste tiempo de agitación le

dará a la emulsión una mayor homogeneidad y consistencia.

Procedimiento:

El tiempo de mezcla se inicia cuando se mezclan la fase oleosa

con la fase acuosa, este tiempo variará de 5, 10 y 15 minutos.

3.4.3. Determinación del método o diseño experimental

En este caso se emplea el método factorial completo con replica en el

punto central. El diseño factorial es aquel en que se investiga todas las posibles

combinaciones de los niveles en los factores en cada ensayo, los niveles

representan los factores que pueden tomar las variables.

Para obtener la mejor formulación se realiza un diseño de experimentos donde se

analizan las principales variables del proceso de elaboración de cremas teniendo

como variables respuesta la viscosidad y extensibilidad, debido a que estas

79

propiedades reológicas tienen una gran influencia en la estabilidad y en la

textura de estos productos.

Determinación del número de experimentos

N° de ensayos:

N=ik

Donde:

N= n° de ensayos

I= n° de niveles

K=n° de factores

N= 23 = 8 ensayos

Nº de ensayos para eliminar errores experimentales:

Nº de Ensayos totales: 8 +3 = 11 ensayos

Tabla 27. Variables y Niveles de la 3ra Etapa

Variables Independientes

Niveles Variables dependientesMínimo Central

Máximo

Fase Acuosa (%) 60.79 69.79 78.79Viscosidad (S)Índice de Extensibilidad (R)

Temperatura de mezcla (C)

50 60 70

Tiempo de agitación (min)

5 10 15

Fuente: Elaboración propia

El diseño experimental se llevará a cabo tomando en cuenta las siguientes

variables:

Variables codificadas:

V1: Porcentaje de fase acuosa

V2: Temperatura de mezcla

V3: Tiempo de agitación

Variables naturales:

W1: Porcentaje de fase acuosa

80

W2: Temperatura de mezcla

W3: Tiempo de agitación

Variable Respuesta:

S: Índice de Extensibilidad

R: Viscosidad

Tabla 28. Diseño factorial de la experimentación

Prueba N

Variables codificadas Variables naturales Variable Respuesta S

Variable Respuesta RV1 V2 V3 W1 W2 W3

1 -1 -1 -160.79

50 5 S1R1

2 -1 -1 160.79

50 15 S2R2

3 -1 1 -160.79

70 5 S3R3

4 -1 1 160.79

70 15 S4R4

5 1 -1 -178.79

50 5 S5R5

6 1 -1 178.79

5015

S6R6

7 1 1 -178.79

705

S7R7

8 1 1 178.79

7015

S8R8

9 0 0 069.79

6010 S9

R9

10 0 0 069.79

6010 S10

R10

11 0 0 069.79

6010 S11

R11

Fuente: Elaboración propia

Modelos matemáticos que describen el experimento:

S=b0+b1V 1+b2 V 2+b3 V 3+b4V 1 V 2+b5 V 1V 3+b6 V 2V 3

R=b7+b8V 1+b9V 2+b10V 3+b11V 1V 2+b12 V 1V 3+b13V 2V 3

81

3.4.4. Procedimiento experimental

- Colocarse los implementos de seguridad e higiene para elaborar la crema:

guantes, gorro, mascarilla y mandil.

- Se esteriliza todo el material de laboratorio a utilizar.

- Se pesa y se mide todas las cantidades de los componentes a usar para una

presentación de 100 g.

- Se utilizarán 2 vasos de precipitado de 100 ml, en el primer vaso se pesa las

cantidades indicadas en la formulación ya mencionada, formando así la fase

oleosa (alcohol cetílico, ácido esteárico, vaselina líquida, parabenos,

Emulgyn y aceite esencial) para ser fundidos a 50, 60 y 70°C dependiendo

de la prueba.

- En el segundo vaso se pesa el propilenglicol y agua luego se coloca a baño

maría a 50, 60 y 70°C.

- Finalmente se hace la mezcla de los dos vasos manteniendo la agitación

constante durante 5, 10 y 15 minutos dependiendo de la prueba,

posteriormente se agrega la treitanolamina para alcalinizar la crema.

- Después de obtener la crema se procede a pesar y envasar en los frascos

(previamente lavados, esterilizados y rotulados).

- Luego se procede a realizar los controles fisicoquímicos a la crema: olor,

color, peso específico, pH, viscosidad y extensibilidad.

- El peso específico es la relación entre el peso de la crema y su volumen,

para esto se utiliza una fiola de 10 cm3, se pesa primero la fiola vacía y

luego con la crema y por diferencia se tiene el peso de la crema y luego se

divide entre el volumen ya conocido de la fiola.

- Para la determinación de la del pH se usará el Phmetro marca Oakton, esta

prueba consiste en poner la varilla medidora en cada una de las once

muestras y tomar resultados.

- Para la determinación de la viscosidad se usará el viscosímetro Brookfield

VD-II +, la prueba consiste en tomar la viscosidad de las once muestras

poniendo cada frasco con muestra en el usillo del viscosímetro,

manteniendo la temperatura lo más constante posible y por medio del

programa de éste equipo nos arrojara un resultado en centipoises para cada

muestra.

82

- Para la determinación de la extensibilidad o esparcimiento, se necesitan dos

placas de vidrio y papel milimetrado y se aplica el siguiente procedimiento:

o Colocar la placa inferior de vidrio sobre una hoja de papel milimetrado.

Trazar diagonales en el papel.

o Colocar una 1± 0,1 g de emulsión sobre el punto de intersección

o Pesar la placa de vidrio superior de 10 cm2

o Poner la placa de vidrio de 10 cm2 sobre la formulación

o Después de 1 minuto, medir el diámetro (mm) de la circunferencia o

elipse formada(diámetro inicial)

o Comprimir con peso de 200 g por 1 minuto a 20º C

o Medir el diámetro (mm) de extensibilidad del producto (diámetro final)

o Índice de extensibilidad: Con los valores de los dos diámetros calcular el

diámetro medio y a partir de éste, calcular la superficie del círculo

formado (mm2)

Tabla 29. Formato para la recolección de datos de la tercera etapa

N° PRUEBA

% FASE ACUOSA

TEMP.(°C)

TIEMPO(min)

OLOR COLORPESO

ESPECIFICOpH

EXTENSIBILIDAD(mm2)

VISCOSIDAD(cp)

1 60.79 50 52 60.79 50 153 60.79 70 54 60.79 70 155 78.79 50 56 78.79 50 157 78.79 70 58 78.79 70 159 69.79 60 1010 69.79 60 1011 69.79 60 10

Fuente: Elaboración propia

83

3.5. PLANIFICACION DE LA CUARTA ETAPA

3.5.1. Objetivo

Realizar las pruebas de protección y compararlo con otros repelentes del

mercado

3.5.2. Fundamento

Prueba de Protección

La protección del repelente es expresada con la siguiente fórmula (Rueda

et al. 1998)

Porcentaje de proteccion=(1− NcNs )∗100

Donde:

Nc = mosquitos totales que pican con repelente

Ns = mosquitos totales que pican sin repelente

3.5.3. Determinación de variables

Para obtener el repelente con mayor porcentaje de protección se realiza

un diseño de experimentos donde se analizan las variables más significativas del

proceso y sus interacciones, determinando así las principales causas de variación

y las mejores condiciones experimentales en la variable respuesta.

Tabla 30. Variables y Niveles-4ta Etapa

Variables Independientes

Niveles Variables dependientes

Aceite Esencial usado en la formulación (%)

6 (F1)8 (F2)10 (F3)

Porcentaje de

protecciónGénero de persona

Masculino (M)Femenino (F)

Fuente: Elaboración propia

84

3.5.4. Determinación del número de experimentos

Según el número de variables y niveles, se realizarán las siguientes pruebas:

Tabla 31. Porcentajes de Protección

Prueba

NºREPELENTE GÉNERO

NUMERO DE PICADURAS CON

REPELENTE

NUMERO DE PICADURAS SIN

REPELENTE

PORCENTAJE DE

PROTECCION

1 hr 2 hr 3 hr 4 hr 1 hr 2 hr 3 hr 4 hr 4 hr

1 F1 M2 F1 F3 F2 M4 F2 F5 F3 M6 F3 F

Fuente: Elaboración propia

Para poder comparar el repelente que presente el mejor resultado, se

determinarán los porcentajes de protección de tres principales repelentes del

mercado.

R1: Repelente en spray, tiene como principio activo DEET

(Dietiltoluamida al 14.994%)

R2: Repelente en crema, tiene como principio activo DEET

(Dietiltoluamida pero no especifica concentración)

R3: Repelente en crema, tiene como principio activo

Butilacetilaminopropianato de etilo al 15%

85

Tabla 32. Porcentaje de protección para repelentes del mercado

Prueba Nº REPELENTE GÉNERO

NUMERO DE PICADURAS CON REPELENTE

NUMERO DE PICADURAS SIN REPELENTE

PORCENTAJE DE PROTECCION

1 hr 2 hr 3 hr 4 hr 1 hr 2 hr 3 hr 4 hr 4 hr1 R1 M2 R1 F3 R2 M4 R2 F5 R3 M6 R3 F

Fuente: Elaboración propia

3.5.5. Procedimiento experimental

Prueba de protección

El lugar donde se realizarán las pruebas será en el Molino de Sabandia en la

ciudad de Arequipa, ya que ofrece las condiciones propicias para el estudio.

El repelente se aplicará en las piernas descubiertas dado que es en esta parte

del cuerpo donde se producen la mayor cantidad de picaduras por tener una

mayor área de exposición

La persona se aplicará el repelente solo en una pierna y la otra se expondrá

sin repelente, se contaran las picaduras en ambas piernas a las 1, 2, 3 y 4

horas.

La persona que realiza la prueba se limpia la pierna con etanol al 70% w/w y

la deja secar completamente para aplicar la siguiente formulación.

3.5.6. RECURSOS PARA LA INVESTIGACIÓN.

3.5.7. Recursos Materiales.

A) De Infraestructura:

Laboratorio de Servicios Industriales de la Escuela Profesional de Ingeniería

Química de la Universidad Nacional de San Agustín.

86

B) Equipos, Materiales, Reactivos e insumos.

a) Materiales:

EQUIPO DE EXTRACCIÓN

- Generador de vapor- 1 Balón de carga- Condensador- Separador Florentino- 3 Soportes universales- 3 pinzas- 3 mangueras de jebe

EQUIPO DE VIDRIO

- 2 probetas de 100 ml- 2 buretas de 25 ml- 2 pipetas de 2 ml- 1 bagueta- 1 matraz Erlenmeyer 125 ml- 1 embudo- 3 vasos de precipitados de 250 ml- 1 termómetros de 100°C- 1 fiola de 10 ml- 2 envases de vidrio (color ámbar)- 2 placas de vidrio

a) Equipos:

- Calderín con resistencia eléctrica- Molino de granos Corona- Hervidor eléctrico- Balanza analítica Mettler Toledo AB204- Analizador de humedad Chyo IB-30- Refractómetro portátil AB- Secador Heraus, modelo 542301- Viscosímetro Brookfield modelo DV-II +- Phmetro Oakton

b) Reactivos

- Sulfato de sodio- Etanol 96%- Hidróxido de potasio- Fenolftaleína.- Ácido sulfúrico- Ácido acético glacial.- Cloroformo.- Ioduro de potasio.- Tiosulfato de sodio

87

- Almidón soluble.

c) Insumos

- Agua destilada- Alcohol cetílico- Ácido esteárico- Emulgador- Metilparabeno- Propilparabeno- Treitanolamina- Papel milimetrado

C) Recursos Económicos.

La investigación fue financiada por los tesistas investigadores.

3.5.8. Recursos Humanos.

La investigación fue desarrollada por los tesistas:

Ramos Peñaloza Heymi Tatiana.

Reinoso Talavera Oswaldo Alfredo.

88

CAPITULO IV

TRATAMIENTO E INTERPRETACION DE RESULTADOS

4.1. Generalidades.

En éste capítulo se recopila los resultados obtenidos de la parte experimental,

dichos resultados son sometidos a procesos matemáticos para permitir su

validación, lo cual se logra con tratamientos estadísticos adecuados, lo que nos

permitirá luego llevar a conclusiones valederas con la hipótesis planteada.

4.2. Resultados de la primera etapa: Extracción del aceite esencial de molle

4.2.1. Molienda del fruto del molle:

En esta etapa de uso un molino para granos marca CORONA.

Figura 9. Molinos para granos

Fuente: Elaboración propia

En esta etapa se ajustó la abertura del molino para obtener 3 diferentes medidas de

molle molido.

89

Tabla 33. Medidas de la semilla entera de Molle

N Espesor (mm) Largo (mm) Altura (mm)

Tamaño de

partícula (mm)

1 3 4 4 3.672 3 5 4 4.003 4 5 5 4.674 3.5 5 4 4.175 3.5 5 4 4.17

TAMAÑO PROMEDIO 4.13

Fuente: Elaboración propia

Tabla 34. Medidas de la semilla de Molle molida a una abertura de molino de 1mm.

N Espesor (mm) Largo (mm) Altura (mm)

Tamaño de

partícula (mm)

1 1 2 1 1.332 0.5 1 1 0.833 0.5 0.5 0.25 0.734 0.25 0.5 0.5 1.075 0.25 0.25 0.25 0.67

TAMAÑO PROMEDIO 0.93

Fuente: Elaboración propia

Tabla 35. Medidas de la semilla de Molle molida a una abertura de molino de 2mm.

N Espesor (mm) Largo (mm) Altura (mm)

Tamaño de

partícula (mm)

1 1 1.9 1 1.302 1 3.5 3.2 2.573 0.5 2 2 1.504 1.5 3 2 2.175 1.5 3.7 1.5 2.23

TAMAÑO PROMEDIO 1.95Fuente: Elaboración propia

90

Tabla 36. Medidas de la semilla de Molle molida a una abertura de molino de 3mm.

N Espesor (mm) Largo (mm) Altura (mm)

Tamaño de

partícula (mm)

1 3 2.9 3 2.972 3.17 3 4 3.393 3.33 3 2.8 3.044 2.67 2.5 3 2.725 2.67 3 2.5 2.72

TAMAÑO PROMEDIO 2.97

Fuente: Elaboración propia

Figura 10. Semilla de molle entera.

Fuente: Elaboración propia

Figura 11. Semillas de molle molidas a tres diferentes aberturas del molino.

Fuente: Elaboración propia

91

4.2.2. Resultados obtenidos en la práctica

Tabla 37. Volumen de aceite esencial extraído en diferentes tiempos.

Tiempo (min)

Volumen de aceite esencial extraído en cada extracción (ml)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 010 9 10 15 15.8 7 8.2 13 12.7 12.5 12 920 12 14.9 25.5 27.1 10.2 12.4 22.2 24 19.4 27.5 1230 15.5 18.6 33.9 37.5 12.3 16 30.5 32.9 26.4 29.5 15.340 --- 21.9 --- 44.4 --- 19.4 --- 39.6 30.6 34.4 17.250 --- 24.3 --- 46.8 --- 21.6 --- 42.8 36.4 39 18.960 --- 25.8 --- 48.6 --- 22.9 --- 44.1 40 41 24.870 --- 27.1 --- 50.1 --- 24 --- 45.3 --- --- ---80 --- 28.1 --- 51 --- 24.9 --- 46.3 --- --- ---90 --- 29.1 --- 52 --- 25.8 --- 47.2 --- --- ---

Fuente: Elaboración propia

Figura 12. Volumen de aceite esencial vs tiempo

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000

10

20

30

40

50

60

Extracción 1Extracción 2Extracción 3Extracción 4Extracción 5Extracción 6Extracción 7Extracción 8Extracción 9Extracción 10Extracción 11

Tiempo de extraccion (min)

Volu

men

de

acei

te (m

l)

Fuente: Elaboración propia

Se puede apreciar que el mayor volumen de aceite esencial a los 30, 60 y 90 minutos se

obtuvo en la extracción 4, en la cual se tiene una de humedad del fruto del molle de

15%, tamaño de partícula de 3 mm y tiempo de extracción de 90 minutos.

92

Tabla 38. Rendimientos de aceite esencial extraído

N de extracció

n

Peso de

molle (g)

Humedad (%)

Tamaño de

partícula (mm)

Tiempo de

extracción (min)

Volumen de aceite esencial extraído

(ml)

Masa de volumen extraído

(g)

Rendimiento (%)

1 700 15 1 30 15.5 13.01 1.862 700 15 1 90 29.1 24.43 3.493 700 15 3 30 33.9 28.46 4.074 700 15 3 90 52 43.65 6.245 700 25 1 30 12.3 10.33 1.486 700 25 1 90 25.8 21.66 3.097 700 25 3 30 30.5 25.6 3.668 700 25 3 90 47.2 39.62 5.669 700 20 2 60 40 33.58 4.810 700 20 2 60 41 34.42 4.9211 700 20 2 60 24.8 20.82 2.97

Fuente: Elaboración propia

Figura 13. Rendimiento vs Numero de extracción

0

1

2

3

4

5

6

7

1.86

3.494.07

6.24

1.48

3.093.66

5.66

4.8 4.92

2.97

Extracción 1 Extracción 2 Extracción 3 Extracción 4Extracción 5 Extracción 6 Extracción 7 Extracción 8Extracción 9 Extracción 10 Extracción 11

Rend

imie

nto

(%)

Fuente: Elaboración propia

93

4.2.2.1. Desarrollo del diseño factorial

Tabla 39. Datos experimentales para resolución del sistema factorial lineal

N de

extracción

Variables

codificadasVariables Naturales

Variable

Respuesta

YX1 X2 X3 Z1 Z2 Z3

1 -1 -1 -1 15 1 30 1.862 -1 -1 1 15 1 90 3.493 -1 1 -1 15 3 30 4.074 -1 1 1 15 3 90 6.245 1 -1 -1 25 1 30 1.486 1 -1 1 25 1 90 3.097 1 1 -1 25 3 30 3.668 1 1 1 25 3 90 5.669 0 0 0 20 2 60 4.810 0 0 0 20 2 60 4.9211 0 0 0 20 2 60 2.97

Fuente: Elaboración propia

A continuación se ejemplifica el procedimiento de trasformación para la

humedad:

Calculo de promedio H = (15+25)/2 = 20

Calculo de Radio R = (25-15)/2 = 5

Cambio de variable X1= (Z1-20)/5

X1=(Z1−20)

5X2=Z2−2 X3=

(Z3−60)30

Tabla 40. Transformación de variables

Variables Símbolo Símbolo (modelo)

Promedio Radio

Humedad (%) H Z1 20 5Tamaño de partícula (mm) Tp Z2 2 1Tiempo de extracción (min) te Z3 60 30

Fuente: Elaboración propia

94

Fórmulas utilizadas para los cálculos:

o Desviación cuadrática:

SDC=(Y−Ycalc .)2

o Varianza estándar y residual:

Se2= SDCNc−1

Sr2= SDCNf −L

Donde:

Nf= Número de puntos factoriales

Nc= Número de puntos centrales

L= Numero de coeficientes

o Desviación estándar

Se=√Se2

o Prueba t de Student

Formula de Excel: =DISTR.T.INV (grados de libertad,

probabilidad).

o Efecto de curvatura

EC=tp∗Se√ 1Nf

+ 1Nc

o Calculo de la F estadística de Fisher

F=Sr 2

Se2

95

Calculo de la varianza

o Varianza Estimada

Promedio de puntos centrales (Y) = 4.23

Desviación cuadrática (SDC) = 1.801

Varianza (Se2) = 1.194

Desviación estándar (Se) = 1.093

Grados de libertad 1 (n-k) = 5

Probabilidad del 95% = 0.05

tp (95%, 7) = 2.36

Los valores de tj menores a tp no tienen significancia y no participan del diseño.

Tabla 41. Análisis del diseño factorial lineal

ExtracciónN X0 X1 X2 X3 X1X2 X1X3 X2X3 Y Y calc. Y-Ycalc

1 1 -1 -1 -1 1 1 1 1.86 1.55 -0.312 1 -1 -1 1 1 -1 -1 3.49 3.97 0.483 1 -1 1 -1 -1 1 -1 4.07 3.41 -0.664 1 -1 1 1 -1 -1 1 6.24 5.83 -0.415 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1.48 1.55 0.076 1 1 -1 1 -1 1 -1 3.09 3.97 0.887 1 1 1 -1 1 -1 -1 3.66 3.41 -0.258 1 1 1 1 1 1 1 5.66 5.83 0.17

SumX2 8 8 8 8 8 8 8Sumatoria de cuadrados

1.801

SumX*Y 29.55 -1.77 9.71 7.41 -0.21 -0.19 0.93

Bj 3.69 -0.22 1.21 0.93 -0.03 -0.02 0.116Sbj 0.39 0.39 0.39 0.39 0.39 0.39 0.39

tj 9.56 -0.57 3.14 2.40 -0.07 -0.06 0.30tp(95%;7) 2.36 2.36 2.36 2.36 2.36 2.36 2.36

SIGNIFIC SI NO SI SI NO NO NO

Fuente: Elaboración propia

Modelo matemático generado.

Y=3.69+1.21 X2+0.93 X3

96

Reemplazando las variables naturales en el modelo

Y=3.69+1.21(Z2−2)+0.93(Z3−60)

30

Y=1.21 Z2+0.031 Z3+0.59

Efecto de curvatura

Promedio de los experimentos factoriales = 3.694

Promedio de los puntos centrales = 4.23

Efecto de curvatura = 0.536

EC = 0.592

El intervalo de confidencia está comprendido entre [1.128; -0.056]

como el cero está comprendido en este intervalo el efecto de

curvatura no es significativo.

Determinación de la bondad de ajuste

Desviación cuadrática (SDC) = 1.801

Varianza residual (Sr2) = 0.36

F estadística de Fisher = 0.4

F de tablas = 19.3

Existe bondad de ajuste ya que el F<Ftablas

0.4 < 19.3

Conclusión

La ecuación de regresión generada representa los datos

experimentales que le dieron origen y describe el sistema bajo

estudio. Esta ecuación en términos de las variables originales es:

Rendimiento=1.21T p+0.031t e+0.59

97

4.2.3. Discusión de la primera etapa.

En esta etapa se procedió primero a moler los frutos del molle mediante

un molino para granos a tres diferentes aberturas 1, 2 y 3 mm, en esta

etapa no se usaron mallas normalizadas para clasificar el tamaño ya que

el molle se rompe de una manera no uniforme y se apelmaza debido a la

resina que se desprende en la molienda, lo cual dificultaba mucho el

poder clasificarlo mediante la malla, las semillas una vez molidas

pasaron a ser medidas aleatoriamente, dando resultados muy parecidos a

la abertura fijada en el molino como se aprecia en las tablas 34, 35 y 36.

La influencia del tamaño de la semilla es importante porque nos define la

densidad del lecho, si se aplica una molienda mayor esto influiría en la

velocidad de extracción, aumentaría la densidad del lecho en

consecuencia las partículas de las semillas desintegradas formarían una

masa porque sus tamaños serían menores, por lo tanto el vapor

atravesaría el lecho a través de las grietas formadas en la masa por el

vapor y la velocidad de extracción disminuiría y el tiempo de extracción

aumentaría para obtener un rendimiento aceptable.

Luego se procedió a la extracción del aceite esencial variando el tamaño

de la semilla, la humedad de ésta y el tiempo de extracción, dando que

para una humedad de 15%, con una tamaño de partícula de 3mm y un

tiempo de extracción de 90 minutos, se obtiene el mayor rendimiento.

El tamaño de la semilla optimo vendría a ser el de 3 mm ya que al

molerlo hasta 1 mm, el rendimiento decae casi a la mitad (44.1 %), esto

se puede apreciar en la extracciones 2 y 4 de la tabla 38.

Se desprende de la tabla 38 y figura 12 que la extracción es violenta hasta

los 40 minutos a partir de ahí se vuelve lenta por lo cual nos permite

determinar que el tiempo óptimo para la extracción seria éste para poder

minimizar los costos y hacer rentable el producto final.

98

Luego se desarrolló el modelo factorial con replica en el punto central

con el cual se halló el modelo matemático que describe la extracción

dando:

Rendimiento=1.21T p+0.031t e+0.59

Donde:

T p : Tamaño de partícula

t e : Tiempo de extracción.

Se desprende de la ecuación lineal que las variables que son

significativas para la extracción del aceite esencial del fruto del molle son

su tamaño de partícula y el tiempo de extracción siendo directamente

proporcionales a éste.

Esto podría decir que si ponemos el molle con la semilla entera nos daría

un mejor rendimiento pero esto no es así ya que al poner la semilla entera

no se extrae nada de aceite ya que éste se encuentra encapsulado en la

semilla, en la molienda realizada para reducir el tamaño se debe limitar a

sólo quebrar la cáscara mas no la semilla que se encuentra dentro de

esta, pues el aceite esencial se encuentra entre ambas en estado libre.

Esta ecuación se cumple para los límites de los niveles planteados de las

variables.

99

4.3. Resultados de la segunda etapa: Caracterización del aceite esencial de molle

En el Laboratorio de Servicios Industriales de la Escuela Profesional de

Ingeniería Química de la Universidad Nacional de San Agustín, se realizaron los

análisis para la caracterización del aceite esencial de molle obtenido de la etapa

anterior, según las normas de INDECOPI (Ver Anexo N4).

Tabla 42. Propiedades Fisicoquímicas encontradas del Aceite Esencial de Molle.

PROPIEDAD RANGOASPECTO Liquido límpido y brillanteCOLOR De incoloro a amarillo pálidoOLOR Muy acentuado al olor de molleSABOR Astringente y picanteDENSIDAD RELATIVA 20/20ºC 0,8404INDICE DE REFRACCIÓN 20ºC 1,4780SOLUBILIDAD EN ETANOL ml aceite/ml alc Hasta 80 %RESIDUO DE EVAPORACION 8.02DESVIACIÓN POLARIMETRICA 20ºC(Solución de 0.1 % en etanol absoluto) +0.3

INDICE DE ACIDEZ (porcentaje como ácido oleico) 1,49INDICE DE PEROXIDO (meq de O2 / Kg de muestra) No se encontróINDICE DE ESTER 19.13

Fuente: Elaboración propia.

4.3.1. Discusión de la segunda etapa.

A continuación se presentan las propiedades fisicoquímicas obtenidas del aceite

esencial en comparación con los de la bibliografía:

100

Tabla 43. Comparación de propiedades fisicoquímicas del aceite obtenido y de bibliografía

PROPIEDAD OBTENIDOSMARTINEZ

(17),

MONTES, A., Y BANDINELLI,

C., (33

FRITZCHE, B., (35)

SCHIMEL, E (37)

DAVIDSON Y MONTES (38),

ASPECTOLiquido

límpido y brillante

Liq. límpido y brillante

Liq. ligeramente

coloreado

Liq. Oleoso,

límpido

COLORDe incoloro a

amarillo pálidoAmarillo Pálido

Ámbar claro

OLORMuy

acentuado al olor de molle

Aromático a pimientaOlor

reminiscente de molle

SABORAstringente y

picanteLigeramente

picante

DENSIDAD RELATIVA 20/20ºC 0,8404 0.8473 0.8575 0.556-0.366 0.9037

INDICE DE REFRACCIÓN 20ºC 1,4780 1.4956 1.4887 1.4790-1.4818 1.4921

SOLUBILIDAD EN ETANOL ml aceite/ml alc Hasta 80 % Hasta 90%

RESIDUO DE EVAPORACION 8.02

DESVIACIÓN POLARIMETRICA 20ºC(Solución de 0.1 % en etanol absoluto)

+0.3 +0.49245

INDICE DE ACIDEZ (porcentaje como ácido oleico)

1,49 0.285 2.4 - 2.5 0.4 1.5

INDICE DE PEROXIDO (meq de O2 / Kg de muestra)

No se encontró

INDICE DE ESTER 19.13 20.5 10.5 – 8.3 14.0 15.53

101

La densidad relativa hallada se encuentra dentro del rango promedio obtenido

por otros autores. El índice de refracción obtenido es menor al de los de

bibliografía. En lo que respecta al índice de acidez se presentan variaciones

significativas entre todos los valores, igualmente en el índice de éster ya que esto

depende del promedio de triglicéridos o ácidos grasos presentes y esto varía de

acuerdo al tipo de molle y la localización de éste. No se encontraron peróxidos

lo que significa que el aceite esencial no ha sufrido auto-oxidación.

Luego se realizó la cromatografía de gases con detección de masas en el

laboratorio de ensayo y control de calidad de la Universidad Católica de Santa

Maria (ver Anexo 3: Informe de ensayo), y se encontraron los siguientes

componentes:

102

Tabla 44. Metabolitos secundarios encontrados en el aceite esencial extraído

COMPONENTEFÓRMULA

ESTRUCTURAL

FÓRMULA

EMPÍRICA

CANTIDAD

(%)FUNCIÓN OBSERVACIONES Y/O USOS

Alfa Felandreno C10H16 45.34AromatizanteSaborizante

Tiene aplicaciones industriales mayormente como un producto químico para síntesis; participando en mezclas con otros metabolitos volátiles como el pineno y limoneno, para aromatizar bebidas, licores, perfumes, dentífricos, jabones y cremas cosméticas (Ortuño, 2006).

Beta Mirceno C10H16 32.16

Anti-inflamatorioSedante

AnalgésicoRelajante muscular

Actúa como anti-inflamatorio interfiriendo en la vía de señalización inflamatoria de las prostaglandinas.Es el principio sedante del lúpulo, éste se utiliza en herboristería y en las terapias naturales para conciliar el sueño.En animales de laboratorio están claramente demostradas sus propiedades sedantes, hipnóticas, anlagésicas y de relajante muscular. (Fundación Canna)

103

Beta Felandreno C10H16 11.54

DesinfectanteAromatizante

DisolventeFungicida

Forma parte de la trementina que es utilizada como desinfectante, aromatizante, disolvente en la industria de pinturas y barnices.Dispersante de pigmentos debido a que es una sustancia apolar en pinturas.Se utiliza como sustancia secante.Se le atribuyen virtudes fungicidas.

Alfa Pineno C10H16 3.69

RepelenteAntibiótico

Anti-inflamatorioBronco-dilatador

Desodorante

Es el terpeno más ampliamente distribuido en la naturaleza. Forma parte del sistema químico de comunicación de los insectos y actúa como repelente para estos.Tienen una amplia actividad antibiótica, incluso frente a patógenos resistentes a los antibióticos. Una de las mayores actividades terapéuticas que tienen es la de anti-inflamatorio, bloqueando la señalización inflamatoria de las prostaglandinas de manera similar al mirceno. También tienen actividad como bronco-dilatador en humanos cuando vienen inhalados a bajas concentracionesEs un inhibidor de la acetilcolinoesterasa, pudiendo tener efectos favorables sobre la memoria. (Fundación Canna)Está presente en la mayoría de los olores de los frutos y de la madera; y se emplea como desodorante por su agradable olor a pino, y se encuentra en la mayoría de los limpiadores y desodorantes de uso cotidiano (AiroCide, 2006)

104

Cariofileno C15H24 2.59

InsecticidaAntifúngico

Anti-inflamatorioAnti-coagulante

El óxido de carofileno está implicado en el sistema de defensa de las plantas, actuando como insecticida y antifúngico.El cariofileno y el CBC actúan conjuntamente en la defensa frente ataques de hongos. Además, el óxido de cariofileno ha demostrado efectividad clínica contra ciertos casos de infección fúngica. El beta-cariofileno tiene propiedades anti-inflamatorias actuando a dos niveles, uno a nivel de bloqueo de la vía inflamatoria de las prostaglandinas, igual que el mirceno y el pineno.Debido a su acción sobre la vía de las prostaglandinas, el cariofileno tiene propiedades anti-coagulantes sanguíneas e, inesperadamente, tiene propiedades de protector gástrico. (Fundación Canna)

Fuente: Elaboración propia

105

A continuación se presenta los componentes del aceite esencial obtenido y los

hallados por los diferentes autores de la bibliografía:

Tabla 45. Comparación de componentes del aceite esencial obtenido y de bibliografía

TESIS MOLLERAMOS P.REINOSO T.

MARTINEZ MONTES, A., Y BANDINELLI, C.

GILDEMEISTER, E. y HOFFMANN, F

BERNHARD, R., y WROLSTAD, R.

SCHIMEL, E DAVIDSON Y MONTES

TEJADA

Alfa Felandreno

Beta Mirceno

Beta Felandreno

Alfa PinenoCariofileno

MircenoFenoles

-pinenod--felandreno-felandrenoFormiato de-Terpinol-Terpinol

y -felandreno-Pineno

-pinenoMirceno-pineno-felandrenoLimonenop-cymeno

FelandrenoFenoles

-pineno-felandrenoOroetilCarvacrol(1.33%)Alcoholes totales en terpenol(15%)

- y -felandrenoSabinenoTerpinenoCandinenoCanfenolimoneno

El alfa y beta felandreno son los componentes mayoritarios y es común en las

caracterizaciones realizadas por otros autores a excepción de Martinez.

Otro componente común en todas las investigaciones es el alfa pineno y es el

que actúa como repelente.

En menor proporción se identificó cariofileno, en los datos de bibliografía

ninguno de los autores lo obtuvo, que tiene propiedades insecticidas.

En nuestra caracterización no se encontró limoneno que es otro componente que

actúa como repelente y que se encuentra presente en la mayoría de las

caracterizaciones realizadas por los autores de la bibliografía.

106

4.4. Resultados de la tercera etapa: Formulación de la crema repelente.

4.4.1. Desarrollo del diseño factorial

Tabla 46. Toma de datos de la tercera etapa.

Prueba N

Variables codificadas Variables naturales Viscosidad (cp)

Extensibilidad (mm2)V1 V2 V3 W1 W2 W3

1 -1 -1 -1 60 50 5 20760 955.262 -1 -1 1 60 50 15 20440 816.873 -1 1 -1 60 70 5 20730 695.134 -1 1 1 60 70 15 20300 643.555 1 -1 -1 80 50 5 16040 2332.836 1 -1 1 80 50 15 15560 2022.857 1 1 -1 80 70 5 15820 3807.348 1 1 1 80 70 15 15440 3204.449 0 0 0 70 60 10 18040 2375.8410 0 0 0 70 60 10 17640 982.8411 0 0 0 70 60 10 18360 969.00

Fuente: Elaboración propia

Tabla 47. Transformación de variables

Variables Símbolo Promedio RadioPorcentaje de fase acuosa (%) Pfa (W1)

70 10

Temperatura de mezcla (C) Tm (W2)60 10

Tiempo de agitación (min) tag (W3)10 5

Fuente: Elaboración propia

V 1=(W 1−70)

10V 2=

(W 2−60)10

V 3=(W 3−10)

5

4.4.2. Desarrollo del diseño factorial para la extensibilidad

Calculo de la varianza

o Varianza Estimada

Promedio de puntos centrales (R) = 1442.56

107

Desviación cuadrática (SDC) = 858215.78

Varianza estimada (Se2) = 429107.89

Desviación estándar (Se) = 808.27

Grados de libertad 1 (n-k) = 5

Grados de libertad 2 (C-1) = 2

Probabilidad del 95% = 0.05

tp (95%, 7) = 2.36

Los valores de tj menores a tp no tienen significancia y no participan del

diseño.

Tabla 48. Análisis del diseño factorial lineal para la extensibilidad

ExtracciónN V0 V1 V2 V3 V1V2 V1V3 V2V3 E Ecalc

Ecalc-E (desv)

1 1 -1 -1 -1 1 1 1 955.26 1163.9 208.632 1 -1 -1 1 1 -1 -1 816.87 1163.9 347.023 1 -1 1 -1 -1 1 -1 695.13 391.51 -303.624 1 -1 1 1 -1 -1 1 643.55 391.51 -252.045 1 1 -1 -1 -1 -1 1 2332.83 2455.7 122.846 1 1 -1 1 -1 1 -1 2022.85 2455.7 432.827 1 1 1 -1 1 -1 -1 3807.34 3228.1 -579.298 1 1 1 1 1 1 1 3204.44 3228.1 23.61

Sum X2 8 8 8 8 8 8 8Sumatoria de cuadrados

858215.78

Sum X*Y 14478.27 8256.65 2222.65 -1102.85 3089.55 -722.91 -206.11

Bj 1809.78 1032.08 277.83 -137.86 386.19 -90.36 -25.764

Sbj 285.77 285.77 285.77 285.77 285.77 285.77 285.77

tj 6.33 3.61 0.97 -0.48 1.35 -0.32 -0.09

tp(95%,7) 2.36 2.36 2.36 2.36 2.36 2.36 2.36

SIGNIF. SI SI NO NO SI NO NO

Fuente: Elaboración propia

Modelo matemático generado.

E=1809.78+1032.08 V 1+386.1V 1 V 2

Reemplazando las variables naturales en el modelo

E=1809.78+1032.08∗(W ¿¿1−70)

10+386.1

(W 1−70 )10

∗(W 2−60 )10

¿

108

E=−128.452W 1−270.27 W 2+3.861 W 1 W 2+10801.42

Efecto de curvatura

Promedio de los experimentos factoriales = 1809.784

Promedio de los puntos centrales = 1442.56

Efecto de curvatura = -367.224

EC = 437.99

El intervalo de confidencia está comprendido entre [70.77; -805.22]

como el cero está comprendido en este intervalo el efecto de

curvatura no es significativo.

Determinación de la bondad de ajuste

Desviación cuadrática (SDC) = 858215.78

Varianza residual (Sr2) = 143035.96

F estadística de Fisher = 0.33

F de tablas = 19.3

Existe bondad de ajuste ya que el F<Ftablas

0.33 < 19.3

Conclusión

La ecuación de regresión generada representa los datos

experimentales que le dieron origen y describe el sistema bajo

estudio. Esta ecuación en términos de las variables originales es:

Extensibilidad=10801.42−128.452 P fa−270.27 T m+3.861 P faT m

109

4.4.3. Desarrollo del diseño factorial para la viscosidad

Calculo de la varianza

o Varianza Estimada

Promedio de puntos centrales (R) = 18013.33

Desviación cuadrática (SDC) = 43162.5

Varianza estimada (Se2) = 21581.25

Desviación estándar (Se) = 360.74

Grados de libertad 1 (n-k) = 5

Grados de libertad 2 (C-1) = 2

Probabilidad del 95% = 0.05

tp (95%, 7) = 2.36

Los valores de tj menores a tp no tienen significancia y no participan del

diseño.

Tabla 49. Análisis del diseño factorial lineal para la viscosidad

ExtracciónN X0 X1 X2 X3 X1X2 X1X3 X2X3 S S calc. S-Scalc

1 1 -1 -1 -1 1 1 1 20760 20759 -1.252 1 -1 -1 1 1 -1 -1 20440 20356 -83.753 1 -1 1 -1 -1 1 -1 20730 20759 28.754 1 -1 1 1 -1 -1 1 20300 20356 56.255 1 1 -1 -1 -1 -1 1 16040 15916 -123.756 1 1 -1 1 -1 1 -1 15560 15514 -46.257 1 1 1 -1 1 -1 -1 15820 15916 96.258 1 1 1 1 1 1 1 15440 15514 73.75

Sum X2 8 8 8 8 8 8 8Sumatoria de cuadrados 43162.5

Sum X*Y 145090 -19370 -510 -1610 -170 -110 -10

Bj 18136.25 -2421.25 -63.75 -201.25 -21.25 -13.75 -1.250

Sbj 127.54 127.54 127.54 127.54 127.54 127.54 127.54

tj 142.20 -18.98 -0.50 -1.58 -0.17 -0.11 -0.01

tp(95%,7) 2.36 2.36 2.36 2.36 2.36 2.36 2.36

SIGNIF. SI SI NO SI NO NO NO

Fuente: Elaboración propia

110

Modelo matemático generado.

V=18136.25−2421.25 V 1−201.25 V 3

Reemplazando las variables naturales en el modelo

V=18136.25−2421.25∗( W 1−70 )

10−

201.25∗(W 3−10 )5

V=35487.5−242.125 W 1−40.25 W 3

Efecto de curvatura

Promedio de los experimentos factoriales = 18136.25

Promedio de los puntos centrales = 18013.33

Efecto de curvatura = -122.92

EC = 195.48

El intervalo de confidencia está comprendido entre [72.57; -318.39]

como el cero está comprendido en este intervalo el efecto de

curvatura no es significativo.

Determinación de la bondad de ajuste

Desviación cuadrática (SDC) = 43162.5

Varianza residual (Sr2) = 7193.75

F estadística de Fisher = 0.33

F de tablas = 19.30

Existe bondad de ajuste ya que el F<Ftablas

0.33 < 19.30

111

Conclusión

La ecuación de regresión generada representa los datos

experimentales que le dieron origen y describe el sistema bajo

estudio. Esta ecuación en términos de las variables originales es:

Viscosidad=35487.5−242.125 Pfa−40.25t ag

112

Tabla 50. Recolección de datos de la tercera etapa

N° MUESTRA

% FASE ACUOSA

TEMP.°C

TIEMPOMin

COLOR OLORPESO

ESPECÍFICOpH

EXTENSIBILIDAD(mm2)

VISCOSIDAD(cp)

1 60 50 5 Blanquecinocaracterístico

del molle0.9338 5.64 955.26 20760

2 60 50 15 Blanquecinocaracterístico

del molle0.8507 5.07 816.87 20440

3 60 70 5 Blanquecinocaracterístico

del molle0.9317 3.38 695.13 20730

4 60 70 15 Blanquecinocaracterístico

del molle0.9361 4.65 643.55 20300

5 80 50 5 Blanquecinocaracterístico

del molle0.9571 3.52 2332.83 16040

6 80 50 15 Blanquecinocaracterístico

del molle0.9474 3.43 2022.85 15560

7 80 70 5 Blanquecinocaracterístico

del molle0.9312 7.15 3807.34 15820

8 80 70 15 Blanquecinocaracterístico

del molle0.9413 6.49 3204.44 15440

970 60

10 Blanquecinocaracterístico

del molle0.9246 6.67 2375.84 18040

1070 60

10 Blanquecinocaracterístico

del molle0.9472 5.42 982.84 17640

1170 60

10 Blanquecinocaracterístico

del molle0.9383 5.68 969.00 18360

Fuente: Elaboración propia

113

4.4.4. Discusión de la tercera etapa.

En esta etapa se prepararon 11 muestras de cremas a diferentes

temperaturas de mezcla, tiempos de agitación y porcentajes de fase

acuosa como se presenta en la tabla 49.

Luego a estas once muestras se les sometió a ensayos de viscosidad y

extensibilidad, para la viscosidad se utilizó el viscosímetro Brookfield

modelo DV-II +, las once muestras se colocaron en el usillo del

viscosímetro, estos resultados se aprecian en la tabla 49.

Para la prueba de extensibilidad se utilizó el método detallado en el

capítulo 3, en el procedimiento experimental de ésta etapa, estos

resultados se aprecian en la tabla 49, de acá se desprende que a

medida que se aumentan las tres variables la viscosidad disminuye y

la extensibilidad aumenta.

Se aprecia que la viscosidad y extensibilidad son inversamente

proporcionales, se buscará la crema con menor viscosidad y por lo

tanto con mayor extensibilidad, esto para que la presentación de la

crema sea de fácil aplicación y minimizar el consumo de materia

prima en la elaboración del repelente y por lo tanto hacerlo más

económico pero sin descuidar el porcentaje de protección que éste

debe tener para ser competitivo con los del mercado.

Se determina que la muestra número 8, con 80 % de fase acuosa, 70

C de temperatura de mezcla y 15 min de agitación es la que presenta

mejor viscosidad y extensibilidad y es la que se elige para proseguir

con la pruebas de porcentaje de protección, en las cuales se varía la

cantidad de aceite esencial en la crema.

Luego se hacen controles fisicoquímicos a las 11 muestras, como olor

y color que para todas son olor característico a molle y el color

114

blanquecino, luego se procede a determinar el peso específico de cada

muestra con ayuda de una picnómetro de 10 ml y una balanza

analítica y por último el Ph, todos estos resultados se aprecian en la

tabla 49.

Vemos que el peso específico se mantiene casi constante para todas

las muestras y así también el pH que tiende a ser un poco acido.

Luego se procede a desarrollar el diseño factorial con replica en el

punto central para la extensibilidad, dándonos un modelo matemático

lineal:

Extensibilidad=10801.42−128.452 P fa−270.27 T m+3.861 P faT m

De este modelo se desprende que las variables significativas son el

porcentaje de fase acuosa y la temperatura de mezcla, a medida que se

aumentan estos la crema tendrá una extensibilidad mayor.

Esta ecuación se cumple para los límites de los niveles planteados de

las variables.

Luego se procede a desarrollar el diseño factorial con replica en el

punto central para la viscosidad, dándonos un modelo matemático

lineal:

Viscosidad=35487.5−242.125 Pfa−40.25t ag

De este modelo se desprende que las variables más significativas son

el porcentaje de fase acuosa y el tiempo de agitación, a medida que se

aumenten éstos la viscosidad disminuirá.

Esta ecuación se cumple para los límites de los niveles planteados de

las variables.

115

4.5. Resultados de la cuarta etapa: Pruebas de protección y comparación

con otros repelentes del mercado

4.5.1. Pruebas con Repelentes del mercado.

Tabla 51. Porcentajes de Protección de los repelentes del mercado

Prueba

NºREPELENTE GÉNERO

NUMERO DE PICADURAS CON

REPELENTE

NUMERO DE PICADURAS SIN

REPELENTE

PORCENTAJE DE

PROTECCION

1 hr 2 hr 3 hr 4 hr 1 hr 2 hr 3 hr 4 hr 4 hr

1 R1 M 0 0 1 3 6 20 33 48 93.752 R1 F 0 0 1 1 4 13 27 39 97.443 R2 M 0 0 0 2 5 17 29 41 95.124 R2 F 0 0 0 0 3 10 23 37 1005 R3 M 0 0 2 3 4 16 32 50 946 R3 F 0 0 1 1 6 18 28 44 97.73

Fuente: Elaboración propia

4.5.2. Pruebas con la crema formulada

Tabla 52. Porcentajes de Protección de las cremas formuladas

Prueba

NºREPELENTE GÉNERO

NUMERO DE PICADURAS CON

REPELENTE

NUMERO DE PICADURAS SIN

REPELENTE

PORCENTAJE DE

PROTECCION

1 hr 2 hr 3 hr 4 hr 1 hr 2 hr 3 hr 4 hr 4 hr

1 F1 M 0 3 3 4 2 15 25 45 91.112 F1 F 0 0 3 3 3 10 24 31 90.323 F2 M 0 0 2 2 4 14 26 40 954 F2 F 0 0 1 1 3 12 22 34 97.065 F3 M 0 0 0 1 3 9 19 36 97.226 F3 F 0 0 0 1 4 15 28 41 97.56

Fuente: Elaboración propia

116

4.5.3. Comparación de los porcentajes de protección de las formulaciones y

repelentes del mercado.

Tabla 53. Comparación de repelentes formulados con repelentes del mercado

REPELENTE GENERO DE LA PERSONA

PORCENTAJE DE

PROTECCION

4 hr

R1 M 93.75R1 F 97.44R2 M 95.12R2 F 100R3 M 94.0R3 F 97.73F1 M 91.11F1 F 90.32F2 M 95.0F2 F 97.06F3 M 97.22F3 F 97.56

Fuente: Elaboración propia

Donde:

R1: Repelente en spray, tiene como principio activo DEET (Dietiltoluamida al

14.994%)

R2: Repelente en crema, tiene como principio activo DEET (Dietiltoluamida pero

no especifica concentración)

R3: Repelente en crema, tiene como principio activo Butilacetilaminopropianato

de etilo al 15%

F1: Formulación en crema con 6 % de aceite esencial de molle

F2: Formulación en crema con 8 % de aceite esencial de molle

F3: Formulación en crema con 10 % de aceite esencial de molle

En estos resultados se aprecia que las formulaciones tienen igual a mejor

porcentaje de repelencia que los repelentes del mercado en estudio.

117

Figura 14. Porcentaje de protección para diferentes repelentes

R1 R2 R3 F1 F2 F384

86

88

90

92

94

96

98

100

102

93.7595.12

94

91.11

95

97.2297.44

100

97.73

90.32

97.06 97.56

Masculino Femenino

Fuente: Elaboración propia

4.5.4. Discusión cuarta etapa.

Las pruebas para calcular el porcentaje de protección se realizaron en el

Molino de Sabandía ya que presentaba las condiciones idóneas como

hábitat de mosquitos.

Para ambas personas se aplicó el repelente en evaluación en una pierna

dejando la otra pierna expuesta.

Durante las dos primeras horas se observa que los mosquitos sobrevuelan

el área de la pierna con repelente, llegando a posarse en algunos casos

pero sin producir picadura alguna, a excepción de la prueba con F1 que

pasada la primera hora se produce la primera picadura. En la pierna sin

repelente se producen las picaduras desde desde el primer minuto de

exposición, observándose durante las 4 horas que la persona de género

masculino sufre mayor número de picaduras a comparación de la persona

de género femenino, esto se debe a que cada persona posee una repelencia

natural.

118

Ante estos resultados podemos decir que R1, R2, R3, F2 y F3 tienen una

protección completa de 2 horas.

Se obtuvo el mayor porcentaje de protección con R2 (Repelente en crema,

tiene como principio activo DEET) alcanzando un 100%., éste resultado

se dio para la persona de género femenino, quien no presentó ninguna

picadura durante las 4 horas de pruebas, alcanzando un total de 37

picaduras en la pierna sin repelente.

En el caso de la crema formulada, se obtuvieron porcentajes de 97.06% y

95 % para F2 (concentración al 8%) en las persona de género femenino y

masculino respectivamente, para F3 (concentración al 10%) se obtuvieron

porcentajes de 97.56 % y 97.06 % para las personas de género femenino y

masculino respectivamente, igualando y en otros casos superado el de los

repelentes de mercado, sólo para F1 el porcentaje de protección es inferior

a la de los repelentes de mercado en ambos géneros.

Se concluye que la formulación idónea para un repelente en crema que

iguale en porcentaje de protección a los del mercado es F3, que tiene en su

composición 10 % de aceite esencial de molle.

.

119

CAPITULO V

COSTOS DE LA INVESTIGACIÓN

5.1. Fuente de financiamiento

5.1.1. Costos Directos

Los costos directos, comprenden los costos por materia prima, equipos e

instrumentos, reactivos, materiales, análisis químicos e imprevistos.

Tabla 54. Resumen Costos Directos.

RUBRO COSTO SUB TOTAL (S/.)

Equipos – instrumentos. 0

Materiales 164.8

Reactivos 13.5

Insumos 30.20

Muestra (Molle) 30

Análisis 215

Imprevistos considerados por equipos e instrumentos 0

TOTAL 453.5

Fuente: Elaboración propia.

120

5.1.2. Costos Indirectos

Los costos indirectos comprenden los costos por servicios y suministros, gastos

administrativos, investigación bibliográfica e imprevistos.

Tabla 55. Costos Indirectos.

RUBRO COSTO SUB TOTAL (S/.)

Servicios y suministros 80

Gastos administrativos 1000

Investigación bibliográfica 200

Imprevistos considerados por gastos administrativos

100

TOTAL 1380

Fuente: Elaboración propia

5.2. INVERSIÓN.

El monto total de la inversión en la presente investigación fue de:

- Costos Directos : 453.50

- Costos indirectos : 1380.00

Inversión : 1833.50 nuevos soles

5.3. FINANCIAMIENTO.

El financiamiento de la presente investigación fue asumida en forma total

por los tesistas.

121

CONCLUSIONES

1. Se obtuvo el aceite esencial de los frutos del árbol de molle mediante el

método de arrastre con vapor, se analizaron las variables del proceso:

humedad, tamaño de partícula y tiempo de extracción, el máximo

rendimiento que se obtuvo fue de 6,24 % a un tamaño de partícula de

3mm, humedad del 15 % y tiempo de extracción de 90 minutos.

2. Se desarrolló el modelo factorial con replica en el punto central con el

cual se halló el modelo matemático que describe el rendimiento de la

extracción dando:

Rendimiento=1.21T p+0.031t e+0.59

Donde:

T p : Tamaño de partícula

t e : Tiempo de extracción.

Las variables que son significativas para la extracción del aceite esencial

del fruto del molle son su tamaño de partícula y el tiempo de extracción

siendo directamente proporcionales a éste.

3. Se realizó la caracterización fisicoquímica del aceite esencial de acuerdo

a las normas establecidas por INDECOPI:

122

PROPIEDAD RANGOASPECTO Liquido límpido y brillanteCOLOR De incoloro a amarillo pálidoOLOR Muy acentuado al olor de molleSABOR Astringente y picanteDENSIDAD RELATIVA 20/20ºC 0,8404INDICE DE REFRACCIÓN 20ºC 1,4780SOLUBILIDAD EN ETANOL ml aceite/ml alc Hasta 80 %RESIDUO DE EVAPORACION 8.02DESVIACIÓN POLARIMETRICA 20ºC(Solución de 0.1 % en etanol absoluto) +0.3

INDICE DE ACIDEZ (porcentaje como ácido oleico) 1,49

INDICE DE PEROXIDO (meq de O2 / Kg de muestra) No se identificó

INDICE DE ESTER 19.13

También se incluye la cromatografía de gases para determinar los

compuestos que lo conforman, siendo los mayoritarios: Alfa Felandreno

(45.34%), beta-Mirceno (32.16%), beta-felandrano (11.54%), alfa-

pineno (3.69%), cariofileno (2.59%).

El componente activo determinado es alfa pineno, este es el causante de

la repelencia sobre los mosquitos del aceite esencial de molle.

4. Se preparó la crema repelente, analizando las variables de: porcentaje de

la fase acuosa, tiempo de agitación y temperatura de mezcla, teniendo

como variables respuesta la viscosidad y extensibilidad, la crema con

mejores resultados fue la N8 que tiene un porcentaje de fase acuosa del

80 %, con una viscosidad de 15440 cp y una extensibilidad de 3204.44

mm2.

5. Se desarrolló el diseño factorial con replica en el punto central para la

extensibilidad, dándonos un modelo matemático lineal:

123

Extensibilidad=10801.42−128.452 P fa−270.27 T m+3.861 P faT m

Las variables significativas son el porcentaje de fase acuosa y la

temperatura de mezcla, a medida que se aumenten estos la crema tendrá

una extensibilidad mayor.

Esta ecuación se cumple para los límites de los niveles planteados de las

variables.

6. Se desarrolló el diseño factorial con replica en el punto central para la

viscosidad, dándonos un modelo matemático lineal:

Viscosidad=35487.5−242.125 Pfa−40.25t ag

Las variables más significativa son el porcentaje de fase acuosa y el

tiempo de agitación, a medida que se aumenten éstos la viscosidad

disminuirá.

Esta ecuación se cumple para los límites de los niveles planteados de las

variables.

7. Se realizaron las pruebas de porcentaje de protección para la muestra que

obtuvo los mejores resultados de viscosidad y extensibilidad (prueba

n°8) a diferentes porcentajes de aceite esencial: 6, 8 y 10 %. También se

realizaron las pruebas de porcentaje de protección para tres distintos

repelentes del mercado y estos seis repelentes se probaron en hombres y

mujeres. Se alcanza un porcentaje de protección de 97.56 % de la

formulación al 10 % de aceite esencial (F3), superior a otros porcentajes

de otros repelentes de mercado R1 y R3 pero todavía por debajo de R2,

es por esto que nuestro producto es competitivo en el mercado y se

podría comercializar en el futuro generando empleos directos e

indirectos para el país.

124

RECOMENDACIONES

Elaborar un anteproyecto en otras investigaciones para la instalación

de una planta de repelentes a base del aceite esencial de molle.

Evaluar la crema repente como posible crema analgésica ya que en la

composición del aceite se halló el Beta Mirceno en un 32 % y éste

tiene un efecto analgésico comprobado.

La semilla de molle no se debe moler demasiado ya que esto ocasiona

problemas en la extracción al formarse una goma en el aceite.

Se debe dejar secar la semilla de molle al sol ya que esta se hace más

manejable en la molienda al no apelmazarse demasiado.

Evaluar el uso de los residuos de molle de la extracción como abono

orgánico.

Evaluar el uso de fragancias en la crema repelente ya que el olor a

molle es bastante intenso.

125

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(50) Rey, J.R., El mosquito, Universidad de Florida, 2006.

128

ANEXOS

129

ANEXO N°1Ensayos de Laboratorio para la

Caracterización del aceite esencial del fruto del molle

130

1. Determinación de la densidad y densidad relativa del aceite esencial

Peso del picnómetro vacío = 39.5908 g (P)

Peso del picnómetro más agua destilada = 89.2134 g

(P1)

Peso del picnómetro más aceite esencial = 81.3658 g

(P2)

Volumen del picnómetro = 50 ml

Densidad a 20C:

ρ=0.99718∗P 2−PP1−P

=0.8395

Densidad Relativa:

ρ=P 2−PP 1−P

=0.8404

2. Determinación del Índice de Refracción

Se utilizó el refractómetro portátil AB dando como resultado 1.4780.

3. Determinación de la solubilidad en etanol

Hasta 80%.

Tabla 56. Determinación de la solubilidad en etanol.

N Volumen de etanol (ml)Característica

96% 90% 85% 80% 75%1 0.1 0.1 0.35 0.35 0.5 Turbio2 0.3 0.4 0.8 1.0 1.2 Opalescente (Lechozo)3 3 4.5 8.2 14 >20 Claro

Fuente: Elaboración propia

131

4. Residuo de Evaporación

Siguiendo el procedimiento de la norma Indecopi:

Residuo deevaporacion=P 1P

∗100

Donde:

P= El peso en gramos de la muestra de ensayo

P1= El peso de gramos del residuo de evaporación

Residuo deevaporacion=0.16202.0198

∗100=8.02

5. Desviación Polarimétrica.

Este ensayo se hizo en el laboratorio de ensayo y control de calidad de la

Universidad Católica de Santa María de Arequipa, dando como resultado:

Desviación Polarimétrica (20C) = +0.3

(Solución de 0.1 % en etanol absoluto)

6. Determinación del índice de acidez

Muestra tomada:

Muestra titulante: KOH 0.1 N

0.1 N KOH=0.1eq−g

l∗56

g1 eq

∗1l

1000 ml∗10=0.56 g KOH en100 mlde solucion

Una vez preparada la solución titulante llenamos la bureta y enrazamos, luego

agregamos dos gotas de fenoltaleina en la muestra de aceite esencial, y luego se

procede a titular hasta que aparezca un color rosado constante es aquí donde

anotamos el gasto.

IA=5.61∗VP

132

Donde:

V: volumen gastado

P: Peso del aceite en g

IA: Índice de acidez

IA=5.61∗0.31.11

IA=1.49

7. Determinación del índice de éster.

Siguiendo el procedimiento de la norma Indecopi:

IE=28.05 (V 1−V )

p−IA

Donde:

p = Peso en gramos de la muestra tomada

V= Volumen en mililitros de ácido clorhídrico utilizado para la determinación

V1=volumen en mililitros de ácido clorhídrico utilizado en la prueba en blanco.

IA= Valor del índice de acidez

IE=28.05 (2.12−0.65 )

2−1.49

IE=19.13

133

ANEXO N°2Ensayo de laboratorio para la

determinación de humedad de la semilla de molle

134

Determinación de humedad

Principio

El método para determinar la cantidad de agua presente en la muestra se

basa en la pérdida de peso de la muestra por calentamiento en una

estufa, refiriendo su peso al peso total de la muestra y expresada como

porcentaje.

Aparatos

1.- Estufa que alcance 150ºC

2.- Balanza analítica

Procedimiento

- Pesar en un crisol previamente tarado de 1 a 1,5 g. de muestra bien

mezclada.

- Colocar el crisol con la muestra en la estufa y mantener la temperatura a

105ºC durante 4 horas, el periodo de tiempo comienza cuando se tiene

la temperatura deseada.

- Después del tiempo requerido, transferir el crisol al desecador y esperar

a que alcance la temperatura ambiente (20 min. aproximadamente).

- Pesar en la balanza analítica

- Volver a colocar la muestra en la estufa nuevamente por 30 minutos.

- Sacar de la estufa, enfriar nuevamente en el desecador y pesar

- Continuar con la desecación hasta peso constante

Cálculos

Determinar el contenido de humedad a partir de la pérdida de peso de

la muestra.

%Humedad= (M1-M2) x 100

M

135

M1= peso del crisol mas muestra húmeda

M2= peso del crisol mas muestra seca

M= peso de la muestra

FUENTE: “Técnicas de laboratorio para el análisis de alimentos”

Pearson, D

136

ANEXO N°3Informes de Ensayos

137

138

139

ANEXO N°4Normas Técnicas Usadas

140

NORMA TECNICAACEITES ESENCIALES: DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD Y DE

LA DENSIDAD RELATIVA

ITINTEC 319.077 Aceites Esenciales. Preparación de la Muestra para Análisis.

ITINTEC 319.079 Aceites Esenciales. Extracción de Muestras.

1.- OBJETO

1.1 La presente Norma establece el método para determinar la densidad y la densidad relativa de los aceites esenciales, líquidos a la temperatura de 20ºC.

2.- DEFINICIONES Y CLASIFICACIÓN

2.1 Densidad a 20ºC de un aceite esencial .- Es la relación entre el peso (masa) de un volumen dado de aceite esencial y su volumen, determinados a 20ºC.2.1.1 Esta cantidad se expresa en gramos por

mililitro y su símbolo es d 2020 ó d 20

4.

2.1.2 Todas las pesadas se hacen en aire.

3.- MÉTODOS DE ENSAYO

3.1 Principio del método

3.1.1 Esta Norma requiere de valores con una precisión de tres cifras decímales: Se usa un picnómetro para pesar volúmenes iguales del líquido en ensayo, con el objeto de obviar el uso de grandes cantidades de éste.

3.2 Aparatos

3.2.1 Balanza analítica, con una precisión de 0.5 mg.

3.2.2 Baño de agua, mantenido a 20ºC ± 0,2ºC.3.2.3 Embudos y sifones para picnómetros.

141

3.2.4 Picnómetro de 50 ml, 25 ml ó 10ml de capacidad, de acuerdo al volumen de aceite esencial disponible.

3.2.5 Termómetro normalizado, dividido en quintos o décimos de grados Celsuis para determinaciones de temperatura entre 10ºC y 30ºC.

3.3 Procedimientos

3.3.1 La preparación de la muestra para el análisis se efectúa según la Norma ITINTEC 319.077.

3.3.2 Se lava cuidadosamente el picnómetro, se escurre, se enjuaga sucesivamente con etanol y eter dietílico y se seca el interior por medio de una corriente de aire seco.

3.3.2.1 Se seca la parte externa del picnómetro con una tela seca o un papel de filtro y se inserta el tapón.

3.3.2.2 Se coloca el picnómetro en la balanza y se le deja durante 30 minutos, luego se pesa.

3.3.3 Se llena el picnómetro con agua destilada aproximadamente 20ºC y recientemente hervida, teniendo cuidado de evitar la presencia de burbujas de aire.

3.3.3.1 Se coloca el picnómetro en un baño de agua a 20ºC ± 0.2ºC durante 30 minutos. Se comprueba la temperatura del baño de agua por medio del termómetro normalizado y se enrasa con agua destilada hasta la marca.

3.3.3.2 Se inserta el tapón al picnómetro y se seca la parte exterior con una tela seca o un papel de filtro.

3.3.3.3 Se coloca el picnómetro en la balanza, y se deja durante 30 minutos, luego se pesa con el contenido (P1).

3.3.4 Se vacía, el picnómetro, se lava con etanol y despuécon etanol y después con eter dietílico y se seca por medio de una corriente de aire seco.

142

3.3.5 Se llena el picnómetro con el aceite esencial, que debe estar aproximadamente 20ºC, evitando la presencia de burbujas de aire.

3.3.5.1 Se vuelve a colocar el picnómetro en el baño de agua a 20ºC ± 0.2ºC y se le deja durante 30 minutos. Se enrasa con aceite esencial hasta la marca y se procede como en 3.3.3.2 y 3.3.3.3 obteniéndose un peso (P2)

3.4 Expresión de resultados

3.4.1 Sea:

ï el peso, en gramos, del picnómetro vacío P1 el peso, en gramos, del picnómetro lleno con

agua destilada a 20ºCP2 el peso, en gramos, del picnómetro lleno con

aceite esencial a 20ºC

3.4.2 La densidad ϱ 20, en gramos por mililitro, se da por la siguiente fórmula:

0,99718P2−P

P1−P

3.4.3 La densidad relativa d 2020 se da por la fórmula

siguiente:

P2−P

P1−P

3.4.4 la densidad relativa ϱ420 se da por la fórmula

siguiente:

0,998 23 x d 2020

3.5 Precisión de los resultados

La densidad ϱ20❑, la densidad relativa d 20

20 y la densidad

relativa ϱ420 de un aceite esencial se expresan con

143

una precisión de por lo menos tres cifras decimales.

NORMA TÉCNICA NACIONALACEITES ESENCIALES: DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE

REFRACCIÓN

1. OBJETO

1.1 La presente Norma establece el método para determinar el índice de refracción de los aceites esenciales.

2. DEFINICIONES Y CLASIFICACIÓN

2.1 Índice de refracción de un aceite esencial.- Es la relación del seno del ángulo de incidencia al seno del ángulo de refracción de un rayo luminoso de longitud de onda determinada, que pasa del aire al aceite esencial mantenido a una temperatura constante.

3. MÉTODO DE ENSAYO

3.1 Principio del método.

3.1.1 Consiste en la medición del ángulo de refracción del aceite esencial mantenido en condiciones de transparencia e isotropismo, siendo la longitud de onda de la luz de 689.3 mm (*), que corresponde a la línea D del sodio y siendo la temperatura de 20ºC (Nota 1).

Nota 1.- Cuando el aceite esencial no se encuentra al estado sólido a 20ºC ó de 30ºC, según el valor presumido de su punto de fusión.

3.2 Aparatos

3.2.1 Refractómetro clásico que permite la lectura directa de los índices de refracción comprendidos entre 1,3000 y 1,7000 con precisión de ± 0,0002 y calibrado de manera a obtener, a la temperatura de 20ºC, los siguientes índices de refracción. (Nota 2).

Nota 2.- Ciertos aparatos se pueden graduar por medio de una lámina de vidrio de índice de refracción conocido de acuerdo a las indicaciones del fabricante. 1,3380 para el agua destilada1,5811 para el benceno de uso crioscópico

144

1,6585 para el bromo - naftaleno

(*) Conocido también como el micrón.

3.2.2 Dispositivo regulador de la temperatura, que en una temperatura, que mantiene el aparato en una temperatura constante a ± 0.2ºC.

3.2.3 Fuente luminosa.- Luz de sodio (longitud de onda 589,3 mm) o, si el refractómetro está provisto de un dispositivo óptico compensador, luz difusa de día o de una lámpara eléctrica.

3.3 Procedimiento.

3.3.1 Preparación de la muestra destinada al laboratorio.

Se efectúa de acuerdo a la Norma correspondiente.

3.3.2. Determinación.-

3.3.2.1 Se verifica que la temperatura a la cual se efectúa las mediciones, no difiera más de 2ºC de la temperatura de referencia y que se mantenga constante a ± 0.2ºC durante la operación.

3.3.2.2 Se lleva el aceite esencial a una temperatura aproximadamente igual a aquella en que se debe hacer la medición y se coloca en el dispositivo del aparato.

3.3.3. Se espera a que la temperatura se estabilice y se efectúa entonces la lectura.

3.3.3.1 Sea n t 'D el valor de la lectura a la temperatura

t’, el índice de refracción n tD a la temperatura de

referencia t, es dado por la siguiente fórmula.

n tD

=n tD

+a(t '−t)

3.3.3.2 En general y salvo indicaciones contrarias, se menciona a=0,0004.

145

3.3.3.3 El índice de refracción del aceite esencial se expresa por un número con cuatro decimales.

3.3.4 Informe

3.3.4.1 El informe debe, además de los resultados, mencionar todas las condiciones del ensayo, los detalles del procedimiento no previstos en la Norma o facultativos, así como todos los incidentes que puedan influir en los resultados.

146

NORMA TÉCNICA NACIONALACEITES ESENCIALES: DETERMINACIÓN DE LA SOLUBILIDAD EN

ETANOL

Normas a Consultar

ITINTEC 319.075 Aceites Esenciales. Determinación del Indice de Refracción

ITINTEC 319.077 Aceites Esenciales. Preparación de la muestra para Análisis.

ITINTEC 319.079 Aceites Esenciales. Extracción de Muestras.

1.- OBJETO

1.1 La presente Norma establece el método de determinación de la solubilidad de aceites esenciales en diluciones de etanol.

2.- DEFINICIONES Y CLASIFICACIÓN

2.1 Aceite esencial soluble en V o más volúmenes de etanol de graduación dada t.- Es aquel cuya solución clara en V volúmenes de etanol de graduación dada t, permanece igual después de la adición posterior de etanol de la misma concentración, hasta completar un total de 20 volúmenes del etanol empleado.

2.2 Aceite esencial soluble en V volúmenes de etanol en graduación dada t que se enturbia al diluir.- Es aquel cuya solución clara en V volúmenes de etanol de graduación dada t se enturbia y permanece así después de la adición gradual de etanol de la misma concentración hasta un total de 20 volúmenes del etanol empleado.

2.3 Aceite Esencial soluble en V volúmenes de etanol se graduación dada t, que se enturbia en V’ volúmenes (V’<20).- Es aquel cuya solución clara en V volúmenes de etanol de graduación dada t se enturbia y permanece así después de la adición

147

gradual de etanol de la misma concentración hasta un total de V’volúmenes del etanol empleado.

2.4 Aceite esencial soluble, con opalescencia .- Es aquel cuya solución alcohólica al ser diluída muestra una tonalidad azul, siendo este color similar al del patrón de opalescencia recientemente preparado de acuerdo con 4.4.2.

3.- EXTRACCIÓN DE MUESTRAS Y RECEPCIÓN

3.1 Se realizará de acuerdo a lo indicado en la Norma ITINTEC-319.079.

4.- MÉTODOS DE ENSAYO

4.1 Preparación de la muestra a ensayar

4.1.1 Se realiza de acuerdo a lo indicado en la Norma ITINTEC—319.077.

4.2 Principio del Método

4.2.1 A la temperatura de 20ºC se adiciona progresivamente, al aceite esencial, una solución acuosa de etanol de concentración adecuada y conocida y se observa el grado de solubilidad.

4.3 Aparatos

4.3.1 Bureta de 25 ml ó 50ml, graduada al 0.1 ml.

4.3.2 Probeta de 25 ml ó 30 ml de capacidad, con tapa esmerilada.

4.3.3 Baño de temperatura constante, que pueda ser mantenido a 20ºC ± 0,2ºC.

4.3.4 Termómetro calibrado, graduado en quintos o décimos de grados Celsius, que permita la determinación de temperaturas entre 10ºC y 30ºC.

4.4 Reactivos

4.4.1 Soluciones diluídas de etanol.- Se usa normalmente soluciones de 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 y 95% (V/V). Para preparar estas

148

soluciones se debe usar el etanol más puro posible y según las directivas dadas en la Tabla. Se controla su concentración con un alcoholímetro, un densímetro o por medida del índice de refracción.

4.4.2 Solución patrón para opalescencia.- A 50 ml de una solución 0,0002 N de cloruro de sodio, se añade 0,5 ml de solución 0.1 N de nitrato de plata y una gota de ácido nítrico concentrado (d20=1.38 g/ml). Se agita la solución y se deja en reposo por cinco minutos.

4.5 Procedimiento

4.5.1 Se coloca dentro de una probeta (4.3.2) 1 ml de aceite esencial, medido con una pipeta, pesado con una exactitud de ± 5 mg 1.

4.5.2 Se coloca la probeta y su contenido en el baño de temperatura constante (4.3.3) mantenido a 20ºC ± 0.5ºC.

4.5.3 Usando la bureta (4.3.1), se añade la solución diluida de etanol de concentración conocida (4.4.1) –el cual se debe haber llevado previamente a una temperatura de 20ºC ± 0.5ºC en incrementos de 0.1 ml hasta que el aceite se disuelva completamente, agitando frecuente y vigorosamente durante la adición del solvente. Cuando la solución sea perfectamente clara, se anota el volumen de la solución de etanol (4.4.1) añadido.

4.5.4 Se continúa añadiendo el solvente en incrementos de 0.5 ml hasta llegar a 20 ml y se sigue agitando después de cada adición. Si la solución se pone turbia u opalescente antes de haber agregado un volumen total de 20ml de etanol, se anota el volumen en el momento en que aparece la turbidez u opalescencia, y eventualmente el volumen en el cual desaparece (V’’)

4.5.5 Si no se obtiene una solución clara después de añadir 20 ml de solvente, se repite el procedimiento con la siguiente concentración más alta de la solución de etanol dada en la Tabla.

1 Cuando el estado físico del aceite esencial no permite utilizar una pipeta, se pesa 1 g ± 0,005 g del mismo. En este caso los resultados se deben expresar en peso y volumen.

149

4.6 Expresión de resultados

4.6.1 Sí:

V es el volumen, en ml, de solución de etanol a la dilución t necesaria para obtener una solución clara;

V’ Es el volumen, en ml, de solución de etanol a la dilución t, que produce turbidez, seguida de claridad, si ello ocurre;

V” es el volumen, en ml, de solución de etanol a la dilución t, en el cual desaparece la turbidez.

La solubilidad del aceite esencia en la solución diluída de etanol de concentración t será. El volumen en V volúmenes, con turbidez entre V’ y V” volúmenes.

4.6.2 Exactitud de los resultados.- Se expresan los valores V, V’ y V” por números hasta con un decimal. Si la solución no es completamente clara sino sólo opalescente, se anota si la opalescencia es “mayor que”, “igual a” ó “menor que” aquella de la solución patrón (4.4.2).

4.7 Informe

4.7.1 El informe del ensayo debe mencionar, además de los resultados, el método empleado, el método de expresión de resultados, cualquier particularidad observada durante las determinaciones y cualquier detalle no señalado en esta Norma o considerada como opcional, pero que pueda haber afectado los resultados.

150

TABLA

Diluciones de etanol en volumen y en peso

Diluciones: ml de

etanol en 100 ml

de la mezcla

(%v/v) a ± 0.1%

Volumen de agua destilada a

20ºC que debe ser añadido a

100 ml de etanol al 95%

(v/v) a la misma

temperatura con una

tolerancia entre ± 0.5ºC,

para la preparación de las

diluciones correspondientes

ml

Peso de

etanol

95%

(v/v)

Peso del

agua a ser

añadida

Límites de la Densidad Relativa y la densidad

aparente

Índice de

refracción a

20ºC

d 2020

d 204

50 95,8 46 54 0,9316 a 0,9320 0,9300 a 0,9304 1,3590

55 77,9 51,1 48,9 0,9214 a 0,9213 0,9198 a 0,9202 1,3698

60 62,9 56,4 43,6 0,9105 a 0,9110 0,9089 a 0,9094 1,3614

65 50,2 61,9 38,1 0,8990 a 0,8994 0,8974 a 0,8973 1,3625

70 39,1 67,6 32,4 0,8868 a 0,8873 0,8852 a 0,8857 1,3633

75 29,5 73,4 26,6 0,8740 a 0,8745 0,8725 a 0,8730 1,3640

80 20,9 78,6 20,4 0,8604 a 0,8610 0,8589 a 0,8595 1,3648

85 13,3 86 14 0,8604 a 0,8466 0,8445 a 0,8451 1,3648

90 6,4 92,7 7,3 0,8303 a 0,8309 0,8288 a 0,8294 1,3645

95 0,0 100 0 0,8123 a 0,8131 0,8109 a 0,8117 1,3638

151