UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA EAP INGENIERIA AGROINDUSTRIAL PROCESOS AGROINDUSTRIALES                                                                                                                                              Tecnologia de Aceites Esenciales Expositor : Ing. César Moreno Rojo cemoro67@yahoo.es

Mercado de plantas aromáticas y especias El mercado mundial se ha estimado en unas 300.000 tn/año (1.500 millones de US$) (2003) El crecimiento estimado del sector es de 2 a 4 % (en volumen) anual No existe una demanda desabastecida Mayor mercado: mentas, orégano, tomillo, manzanilla, mejorana, romero, salvia y laurel.

Mercado mundial de productos naturales para Sabores y Fragancias Estimado a 5.300 millones de US$ en 2004, con un 5% crecimiento anual Aceites esenciales: 50,000 tn - 800 millones US$ (16 US$ /kg promedio) (2001), sin considerar a la esencia de trementina : 300.000 tn Mercado estimado de aromaterapia en países desarrollados: 800 millones de US$ (2002) Tasa de crecimiento del sector en los últimos 5 años: 13%

ESTIMACIONES GLOBALES DE MERCADOS Soja 15.000 millones US$ Café 6.000 millones US$ Plantas medicinales 6.000 millones US$ Plantas aromáticas y especias 1.500 millones US$ Aceites esenciales 800 millones US$ Helicicultura 300 millones US$ Arándano 80 millones US$

GRUPO ANETOL (anís/badiana/hinojo): 1.2 US$/kg SOJA: 0.2 US$/kg CAFÉ: 1.0 US$/kg ARÁNDANOS: 0.4 US$/kg GRUPO ANETOL (anís/badiana/hinojo): 1.2 US$/kg ACEITES ESENCIALES: 7.6 US$/kg ESENCIA DE CITRONELA : 9.5 US$/ kg FAO-2001/2002

OFERTA MUNDIAL DE ACEITES ESENCIALES Grandes volúmenes y bajo precio (commodities) Naranja, limón, Mentha, trementina, Eucalyptus.... Pequeños volúmenes, altos precios (specialities) Florales, angélica, Costus, Tagetes, cabreuva....

Los aceites esenciales se consumen por Sus propiedades organolépticas (olor y sabor) Sus propiedades funcionales: solubilidad volatilidad reactividad biodegradabilidad....

Fuentes de plantas aromáticas Cultivadas y aprovechadas menta limón orégano Cultivadas y no aprovechadas mate Eucalyptus Acacia No cultivadas y aprovechadas Lippia spp. Minthostachys No cultivadas ni aprovechadas La flora autóctona!!

ACEITES ESENCIALES Los aceites esenciales son concentrados aceitosos que se extraen por medio de algún proceso de las hojas, flores, semillas, corteza, raíces o frutos de diversas plantas; generalmente se evaporan al contacto con el aire, por lo que también son conocidos como aceites volátiles. FAO (1998) estima que existen alrededor de 3,000 aceites esenciales conocidos a nivel mundial, de los cuales aproximadamente el 10% tienen importancia comercial. La mayoría de los aceites se usan en cosméticos, masajes, aromaterapia, artesanías o en productos de limpieza; otros son usados como repelentes de insectos tanto para el hombre como para el ganado, y en medicina se aplican en el tratamiento de una amplia diversidad de afecciones (Thomas and Schumann, 1992).

Cuadro No. 2. Producción de aceites esenciales y especies de las cuales se derivan. PAIS ESPECIE VOLUMEN (Ton/año) China Cupressus funibris 450 India Cedrus deodara 20 Kenia Juniperus procera 10 Marruecos Cedrus atlantica 7 E.U.A Juniperus ashei Juniperus virginiana 1400 240 Fuente: Lawrence (1985).

Los aceites esenciales son líquidos volátiles, en su mayoría insolubles en agua, pero fácilmente solubles en alcohol, éter y aceites vegetales y minerales. Por lo general no son oleosos al tacto. Pueden agruparse en cinco clases, dependiendo de su estructura química: alcoholes, ésteres, aldehídos, cetonas y lactosas y óxidos. Los aceites esenciales se utilizan para dar sabor y aroma al café, el té, los vinos y las bebidas alcohólicas. Son los ingredientes básicos en la industria de los perfumes y se utilizan en jabones, desinfectantes y productos similares. También tienen importancia en medicina, tanto por su sabor como por su efecto calmante del dolor y su valor fisiológico.

COMPOSICION QUIMICA Los aceites esenciales están conformados por mezclas complejas de sustancias volátiles tales como terpenos, sesquiterpenos, alcoholes, aldehidos, cetonas ácidos y esteres acompañados de compuestos no volátiles tales como alcanfor y ocasionalmente ceras de alto peso molecular. Los compuestos oxigenados son los que transmiten a las esencias el aroma característico, siendo la unidad estructural fundamental de los terpenos el ISOPRENO, el cual es un hidrocarburo alifático insaturado, cuya fórmula es la siguiente: (C5H8)   Citral Geraniol

Propiedades. ·        Aspecto, oleoso, líquido a temperatura ambiente ·        Olor, fuerte y penetrante. ·        Sabor, a veces picante, cáustico, irritante, algunos son aromáticos, dulces y delicados. ·        Volatilidad, son altamente volátiles a temperatura ambiente. ·        Estabilidad en la luz, son fácilmente alterables en cuanto a su olor y a su color, debido a la presencia de los terpenos. ·       Temperatura de ebullición, los monoterpenos hierven en el rango de 170 a 2000C, mientras que los sesquiterpenos en un rango de 250 a 2800C. ·       Densidad, los monoterpenos tienen menos de 0,9 g/ml, mientras que los sesquiterpenos mas de 0,9 g/ml.

Extracción del Aceite Esencial. 1.       Extracción por arrastre de vapor 2.      Enfloracion 3. Extracción mecánica

Acondicionamiento de la materia Prima Extracción de Aceite Esencial Recepción Acondicionamiento de la materia Prima Extracción de Aceite Esencial Separación Purificación Envasado Aceite esencial de limón Aceite de Hierba luisa Figura 1: Diagrama de flujo para extraer el aceite esencial Aceite de orégano

EXTRACCION POR ARRASTRE CON VAPOR DESTILACION CON AGUA: Canela, clavo de olor y materias altamente fibrosas y secas Al condensador Vapor + Aceite esencial Agua + Materia Prima Calor

Vapor + aceite esencial 2. DESTILACION CON VAPOR Y AGUA: Este método tiene la ventaja en la rapidez del cargado y descargado de la materia prima, además la calidad del aceite es superior al método anterior, Al condensador Vapor + aceite esencial Materia Prima Vapor Agua Calor

3. EXTRACCION CON VAPOR DIRECTO:los parámetros de extracción pueden ser mejor controlados, por ello es uno de los métodos más utilizados en la industria. Leyenda .1. Caldero 2.Cámara de extracción 3..Condensador .4. Vaso Florentino . 5. Aceite Esencial . 6. Materia Prima . 7. Vapor de agua + aceite esencial . 8. Agua . 9. Vapor . 10. Condensado 7 8 6 3 8 6 10 5 8 9 2 1 4

ENFLORADO El proceso de enflorado es un proceso de extracción de grasas en frío que se aplica solo en algunos tipos de flores delicadas (Jazmín, tuberosa, violeta, etc) y que produce aceites que de ninguna forma se podrían obtener por destilación. La grasa o base consiste en una mezcla altamente purificada de una parte de sebo y dos partes de manteca, con 0.6% de benzoína como conservador. Este método ya no se emplea de modo comercial.

EXTRACCION MECANICA ·  Extracción por prensado, este método se utiliza en materias primas que tengan por lo menos un 0,3% de esencia en su corteza exterior, tales como los frutos cítricos (limon, naranja, mandarina, etc.), este método no emplea altas temperaturas, por lo tanto no daña a los componentes de la esencia. · Extracción por raspado, esta técnica también se utiliza en la extracción de aceites esenciales de cítricos, pués las esencias se encuentran en los sacos odoríficos ubicados en la superficie de la corteza del fruto, este método también trabaja en frío. La separación del aceite también se realiza mediante centrifugación.

Parte de la planta utilizada Componentes principales Nombre del Aceite Fuentes Geográficas Métodos de Producción Parte de la planta utilizada Componentes principales Almendra Amarga California, Marruecos Vapor Semillas Bezaldehído 96-98%, HCN 2-4% Canela Ceilán Corteza Aldehído cinámico, eugenol Jazmín Francia, Egipto, Italia Pomada Fría Flores Linalol Limón California, Silicia. Expresión Piel d- Limoneno 90%, citral 3.5 – 5% Naranja Dulce Florida, California, área Mediterránea Exprimido, destilación d- Limoneno 90% Rosa Bulgaria, Turquía Vapor, disolvente, enflurage Geraniol y citronelol 75%

COMPUESTOS DISUELTOS EN LOS ACEITES ESENCIALES Se pueden clasificar como sigue: 1.       Esteres. Principalmente de ácido benzoico, acético, salicílico y cinámico. 2.       Alcoholes. Linalol, geraniol, citronelol, terpinol, mentol, borneol. 3.       Aldehídos. Citral, citronelal, benzaldehído, cinamaldehído, aldehído cumínico, vainillina. 4.       Ácidos. Benzoico, cinámico, mirística, isovalérico todos en estado libre. 5.       Fenoles. Eugenol, timol, carvacrol. 6.       Cetonas. Carvona, mentona, pulegona, irona, fenchona, tujona, alcanfor, metilnonil cetona, metil heptenona. 7.       Esteres. Cíñelo, éter interno (eucaliptol), anetol, safrol. 8.       lactosas. Cumarina. 9.       Terpenos. Canfeno, pineno, limoneno, felandreno, cedreno. 10.   Hidrocarburos. Cimeno, estireno (feniletileno).

PURIFICACION DEL ACEITE ESENCIAL El aceite esencial bruto, debe ser purificado para que tenga mayor conservación. La purificación consiste en eliminar el agua residual del aceite y los compuestos indeseables, entre los cuales se encuentran los terpenos superiores, que son compuestos altamente insaturados muy susceptibles a la oxidación, insolubles en agua y que no contribuyen al sabor o aroma del aceite esencial. El agua residual puede ser eliminada mediante congelación o mediante el uso de sustancias químicas hidroscópicas como el sulfato de sodio. La Desterpenación, es el proceso de eliminación de la fracción terpénica contenida en los aceites esenciales, con el fin de estabilizarlos y se puede hacer de diferentes formas: Destilacion fraccionada al vacio Separacion liquido-liquido Separacion cromatografica

ACEITE ESENCIAL DE OREGANO El principal producto derivado de la hoja de orégano es el aceite esencial, el cual tiene usos en las industrias licoreras, refresqueras, farmaceúticas y de cosmetología. Al igual que la hoja seca de orégano, el principal mercado del aceite esencial son Estados Unidos de Norteamérica, Italia y Japón. Éste se vende en un promedio de 170 dólares el litro, dependiendo de la calidad que tenga, la cual se mide por la presencia del carvacrol y timol. orégano

La extracción del aceite de orégano se logra mediante el sistema de arrastre con vapor y destilación, en un equipo especial compuesto por una caldera o emisor de vapor, un contenedor donde se deposita la materia prima, dos tubos a lo largo que inyectan el vapor proveniente de la caldera, un condensador o intercambiador, donde se condensa la mezcla aceite esencial y agua, pasa a un embudo donde se separan por diferencias de densidades. Una planta con capacidad para 200 kilos de hoja seca de orégano produce 5 litros de aceite esencial; el tiempo empleado en este proceso es de aproximadamente 3 horas, con una mano de obra de 3 personas.

USOS DEL OREGANO El uso del orégano es exclusivamente como condimento alimenticio y en poca medida medicinal, por lo que se desaprovechan sus propiedades organolépticas, ya que el aceite esencial de orégano es un potente fungostático, además de un excelente agente antibacterial que ataca a la mayoría de bacterias patogénicas como estreptococos, estafilococos. Controla parásitos y virus. En Europa y Estados Unidos tiene un gran valor para la industria alimenticia e industrial.

APLICACIONES MEDICINALES En general, es una planta tónica y digestiva. Contra el dolor existe una solución eficaz, sobre todo para dolores de espalda y del cuello (tortícolis). Consiste en aplicar un manojo de sumidades floridas frescas (recién cogidas) y calentadas ligeramente. Se envuelve con un paño asimismo caliente, y se mantiene cuanto más rato mejor (repetir tantas veces como sea necesario). Como digestiva, se toma en infusión (de hojas y flores secas) una taza tras las comidas. Para la tos, el asma o afecciones respiratorias, es preferible en decocción: se hierve durante un cuarto de hora un litro de agua con 50 gramos de flores y hojas, y se toman tres tacitas al día, calientes. Es emenágoga, desinfectante, béquica, expectorante y carminativa. La infusión (20-30 gramos/litro, dejándola reposar 10 minutos), tomando 2-3 tazas al día, se usa para aliviar la tos y el asma. En reglas dolorosas se emplea como calmante y regulador. Antiséptico en las vías respiratorias. Los dolores y reumas se alivian con friegas con aceite de orégano y cataplasmas de la planta. En uso externo en forma de infusión es cicatrizante de heridas, llagas, etc.

PRINCIPIOS ACTIVOS La planta contiene ácidos fenólicos, cafeico, clorogénico, rosmarínico; flavonoides: derivados del apigenol, del luteolol, del diosmetol; ácido ursólico; sustancias tánicas y elementos minerales. El aceite esencial, de composición variable según las subespecies y según la zona donde se cultive (3,24 ), está constituido fundamentalmente por carvacrol y timol, fenoles que pueden alcanzar hasta el 90% del total; contiene también pinemo, sexquiterpenos, cimeno, etc. Los aceites esenciales del orégano, extraidos mediante hidrodestilación, han demostrado también su toxicidad por inhalación sobre Acanthoscelides obtectus Say, Bruchidae, Coleopterae, una plaga de Phaseolus vulgaris L. Estos ensayos abren una puerta a la posible utilización de estos aceites esenciales en formulaciones para el control de esta plaga .

Estructura química de los principales componentes en óregano                                                                                

Factores que afectan la calidad del aceite esencial de orégano                                                                                    

Actividades biológicas de orégano Acitivadad Genero Referencias Antioxidante Origanum 15,42,47,48,53,54,99-102 Lippia 55 Antimicrobiana 22,23,56-58,97 59 Antiparasítica 64,65,66 Estrogénica 69,90 Antigenotóxica 75,75,78-81,85-89 82-84 Insecticida 73,74

ACEITE ESENCIAL DE LIMON

ACEITE ESENCIAL DE LIMON Este aceite se extrae mediante presión en frío de la cáscara del fruto, donde se encuentran las esencias acumuladas en pequeñas glándulas o bolsas oleíferas. Para obtener 100 ml son necesarias las cáscaras de 20 Kg de limones aproximadamente, esto se puede considerar que es un rendimiento elevado se lo comparamos con el de otras plantas aromáticas.

Componentes activos: Limoneno (hasta un 90%), pineno, felandreno, canfeno, linalol, acetatos de linalol y geranio, citral (hasta un 3,5%) y citronelal. Aplicaciones En alimentación se puede añadir una gota en jarabes, zumos, batidos u otras bebidas para aromatizarlas, así como en helados o cubitos de hielo. Favorece la digestión y actúa contra la hiperacidez gástrica. La esencia de limón es fría, como la de otros cítricos, es mejor conservarla en el frigorífico.

DIAGRAMA DE FLUJO PARA OBTENER EL ACEITE ESENCIAL DE LIMON 50 limones pintones Selección de los limones La solución obtenida se coloca en un alambique (aparato de destilación) Lavado del fruto Se humedece la esponja en etanol Se somete a un previo cakentamiento para que la solución volatil se evapore Etanol al 25% La esponja se prensa contra la corteza de limón y se pinchal constantemente con el alfiler Obtención de la fase deseada Mientras la esponja absorbe el aceite, esta debe ir exprimiendose periodicamente en un recipiente Envasado del aceite esecial del limón.