OBTENCIÓN DE ACEITES ESENCIALES A PARTIR DE CÁSCARA DE MANGO MEDIANTE TÉCNICA DE DESTILACIÓN POR ARRASTRE DE VAPOR. PDF

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Obtener aceites esenciales a partir de cáscara de mango (Mangifera indica L) mediante técnica de destilación por arrastre de vapor, para determinar su uso como saborizante alimenticio, perfumería, productos terapéuticos y productos de aseo....

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Nombres: Chávez Peredo Camila; Guzmán Jaldín Alejandra Fecha: 22/03/2021 Carrera: Lic. Biología Docente: Vladimir Muñoz

OBTENCIÓN DE ACEITES ESENCIALES A PARTIR DE CÁSCARA DE MANGO MEDIANTE TÉCNICA DE DESTILACIÓN POR ARRASTRE DE VAPOR. Autoras: Yohasky Fiorella Caballero Ospino y María De Los Ángeles Rodríguez Domínguez Introducción. – Los aceites volátiles o aceites esenciales se definen como mezclas con componentes volátiles, las cuales se producen debido al metabolismo secundario de las plantas, estas sustancias aromáticas solo se encuentran en la naturaleza y son las responsables de las fragancias de las flores y órganos vegetales. Los aceites esenciales, en general, constituyen del 0,1 al 1% del peso seco de la planta. Son líquidos con escasa solubilidad en agua, solubles en alcoholes y en disolventes orgánicos (López, 2014). Los usos de los aceites esenciales dependen de sus componentes mayoritarios, la presencia o ausencia de unos u otros depende de características como: condiciones geobotánica, método de cultivo, época de recolección de la planta, método de almacenamiento del material vegetal, método de obtención del aceite, edad de la planta (Albarracín, 2014). 2. OBJETIVO Obtener aceites esenciales a partir de cáscara de mango (Mangifera indica L) mediante técnica de destilación por arrastre de vapor, para determinar su uso como saborizante alimenticio, perfumería, productos terapéuticos y productos de aseo. 2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS   

Extraer aceites esenciales de cáscara de mango de azúcar. Evaluar el rendimiento de la extracción con respecto a la técnica de destilación utilizada. Identificar el aceite esencial obtenido, mediante caracterización físico-química y organoléptica.

3 IMPORTANCIA DE LA PRÁCTICA EN EL DESARROLLO DE LA PROFESIÓN Es importante en la profesión porque como futuros biólogos conoceremos las propiedades de dichos frutos, flores y/o semillas de una forma profesional por ende tendremos más capacidad de emprender con el propósito de tener un ingreso y trabajar de lo que estudiamos por ende en este trabajo se pretende utilizar las propiedades de la cáscara de mango (Mangifera indica L) para extraer aceites esenciales que pueda ser empleado como aditivo farmacéutico y alimenticio contribuyendo a la cadena productiva de esta fruta favoreciendo su aprovechamiento. 4. FUNDAMENTO 4.1. Aceites esenciales Los aceites esenciales son más o menos fluidos (algunos son sólidos a la temperatura ambiente interior). Difiere de los aceites grasos por ser altamente volátiles. Los aceites, por lo general, tiene color y suelen ser más ligeros que el 10 agua. No se disuelve en agua y son ligeramente más solubles que el vinagre. (Lavabre, 2014)

4.2. Características químicas de los aceites esenciales Los tipos principales de componentes químicos aislados, son componentes terpenos y terpenoides, y el componente derivado, fenilopropano. Existen muchos otros integrantes en las plantas (frecuentemente valiosas) que no tienen acomodo con los aceites esenciales. Entre ellos están moléculas solubles en agua como algunos ácidos y azúcares. (Ver tabla 1) Tabla 1. Grupos funcionales en compuestos esenciales de aceites

Fuente:https://www.monografias.com/trabajos97/aceitesesenciales/aceites -esenciales.shtml

4.3. Usos de los aceites esenciales Los aceites esenciales tienen numerosas aplicaciones en diferentes áreas industrias y científicas, tales como: -

Industria cosmética y farmacéutica: se usa en los perfumes, conservantes, principios activos etc. Industria de alimentos y derivados: tienen aplicación como potenciadores de sabor para todo tipo de bebidas, helados, galletas, golosinas productos lácteos, etc. Aromaterapia. (Jiménez, 2006) 4.4. Obtención de los aceites esenciales por arrastre de vapor La destilación por arrastre con vapor que se emplea para extraer la mayoría de los aceites esenciales es una destilación de mezcla de dos líquidos inmiscibles y consiste en una vaporización a temperaturas inferiores a las de ebullición de cada uno de los componentes volátiles por efecto de una corriente directa de vapor de agua, el cual ejerce la doble función de calentar la mezcla hasta su punto de ebullición y adicionar tensión de vapor a la de los componentes volátiles del aceite esencial. (Ver figura1) Figura 1. Montaje para la destilación por arrastre de vapor, hoja de menta.

Fuente: http://formulacion-quimica.blogspot.com/2013/03/destilacion -por-arrastrecon-vapor.html

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA 5.1 Obtención y preparación de la materia prima Se trabajó con mango de azúcar y con tres estados de maduración, 2, 3 y 4 según las cartas de maduración para el mango que se muestra (figura A). Para su compra se tuvo en cuenta la variedad de mango y el estado de maduración según el color. Los mangos se pelaron y las cáscaras fueron limpiadas manualmente; luego la cáscara fue sometida a una reducción de tamaño mediante la utilización de cuchillos de cocina.

Figura A.- estados de maduración del mango 5.2 Extracción por arrastre de vapor Se pesaron 200 gramos de cáscara de mango y 400 mililitros de agua, se llevó a cabo la extracción en el montaje que se muestra en la figura Z, adaptado para extraer aceites por arrastre de vapor con agua, durante dos horas y media. El montaje se realizó acoplando un Erlenmeyer de 250 mililitros con ramal a un tubo en “L” por medio de un empaque de caucho conectándolo a un Erlenmeyer de 250 mililitros sin ramal donde se encontraba la cascara de mango, finalmente pasó a la boca de un condensador tipo espiral y se extrajo destilado que contenía agua y aceite esencial.

Figura Z : extracción del líquido volátil. 5.3 Decantación La mezcla agua- aceite esencial reposó en un embudo de decantación de 500 mililitros por un periodo de dos horas. Al transcurrir el tiempo se observó una mínima capa de aceite en la parte superior del embudo que incentivó a abrir la llave de paso hasta salir el sedimento (agua), logrando la separación. 5.4 RENDIMIENTO DE LA EXTRACCIÓN El rendimiento de la extracción del aceite esencial de la cáscara de mango de azúcar se obtuvo por medio de la siguiente ecuación: Donde; 𝑃 = 𝑀1/ 𝑀2 (100) 𝑀1= Masa final de aceite esencial. 𝑀2 = Masa inicial de tejido vegetal P= Rendimiento.

Los resultados obtenidos para el rendimiento de aceites esenciales se muestran en la tabla (A). Tabla A

Autoras: YOHASKY FIORELLA CABALLERO OSPINO, MARIA DE LOS ANGELES RODRIGUEZ DOMINGUEZ(2014) Determinaciones físicas Se determinó en el aceite obtenido, la densidad a temperatura ambiente, el pH y la miscibilidad en cada uno de los estados de maduración. Densidad a temperatura ambiente: La densidad fue determinada mediante un picnómetro, el cual fue limpiado, enjuagado y secado cuidadosamente, se realizó la determinación de la siguiente manera:   

Se determinó la masa del picnómetro completo en una balanza analítica. Fue llenado el picnómetro con el destilado obtenido. Se determinó la masa del picnómetro lleno y se restó la masa del picnómetro vacío. Teniendo en cuenta el volumen del picnómetro, 10 mililitros, fue calculada la densidad así: ρ = 𝑀 /𝑉 Siendo M= masa del destilado y V= volumen de picnómetro (TABLA B)

En la tabla B se puede apreciar una densidad ligeramente menor que la del agua, deduciendo, por lo tanto, la presencia del aceite en el agua. Por las autoras(2014) pH: Para determinar el pH se usaron tiras de papel indicador de pH marca WHATMAN; en donde fueron colocadas gotas de aceite mediante una pipeta de Pasteur, se comparó el color obtenido con la escala de colores que mide el pH para el nivel de acidez o alcalinidad del aceite esencial

En la tabla B se observa el promedio de los valores de pH para cada estado de maduración. Por las autoras (2014) Miscibilidad: Se extrajo el destilado (aceite esencial más agua), por medio del montaje establecido, luego pasó al proceso de decantación, finalmente se adicionaron 3 gotas de aceite en 1 mililitro de etanol y 3 gotas de aceite en un mililitro de cloroformo y se observó la capacidad de disolución del aceite esencial .

Por las autoras(2014) Los datos obtenidos en el análisis de miscibilidad concuerdan con los textos investigados donde se establece que los aceites esenciales son líquidos con escasa solubilidad en agua, solubles en alcoholes y en disolventes orgánicos (López, 2014). Esto se puede corroborar mediante diferencia de densidades, teniendo en cuenta que la densidad del aceite obtenido es menor que la del agua (1g/cm3), mayor que la del etanol (0,789g/cm3) y menor que la del cloroformo (1,48g/cm3) CUESTIONARIO 1. Explicar el significado de: solubilidad, solvente de extracción, solventes polares, solventes apolares, extracto liposoluble y sustancia liposolubles (utilizar ejemplos). - Solubilidad: La solubilidad es la capacidad de una sustancia de disolverse en otra llamada disolvente. Por ejemplo, La sal común se disuelve ordinariamente en el agua, de acuerdo a una tasa de 360 g/l, siempre y cuando ésta se encuentre a 20 °C. - Solvente de extracción: Es el método de separación de una o más sustancias de una mezcla mediante el uso de solventes. Por ejemplo en el proceso de extracción del cobre se utiliza una resina orgánica diluida en un solvente orgánico (parafina), la cual se mezcla por agitación con la solución PLS proveniente de la lixiviación. - Solventes polares: Son sustancias en cuyas moléculas la distribución de la nube electrónica es asimétrica. El ejemplo clásico de solvente polar es el agua. - Solventes apolares: En general son sustancias de tipo orgánico y en cuyas moléculas la distribución de la nube electrónica es simétrica. Algunos disolventes de este tipo son: éter dietílico, cloroformo, benceno, tolueno, xileno, cetonas, hexano, ciclohexano y tetracloruro de carbono. - Extracto liposoluble: son formulaciones oleosas de extractos monoherbales utilizados para elaborar productos cosméticos, siendo compatibles con aquellos de naturaleza lipídica, como por ejemplo, cremas oleosas, aceites para masajes, pomadas, abrillantadores para cabello. - Sustancias liposolubles: Se llama liposolubles a las sustancias solubles en grasas, aceitesy otros solventes orgánicos no polares como el benceno y el tetracloruro de carbono. Las vitaminas liposolubles, A, D, E y K son las que se disuelven en grasas y aceites. 2. Explicar las principales diferencias existentes, entre los procesos de extracción sólido líquido de: ―Maceración, ―Lixiviación, ―Extracción Continua, ―Extracción Semicontinua y ―Extracción discontinua.

Maceración

Lixiviación

Extracción continua

El proceso de maceración genera dos productos que pueden ser empleados dependiendo de las necesidades de uso, el sólido ausente de esencias o el propio extracto.

La lixiviación produce el deslizamiento de sustancias solubles o de alta dispersión. Es un proceso en el cual se extrae uno o varios solutos de un sólido, mediante la utilización de un disolvente líquido.

La extracción sólidolíquido suele ser mucho más eficiente cuando se hace de manera continua con el disolvente de extracción caliente en un sistema cerrado, utilizando una metodología similar a la comentada para la extracción líquidolíquido continuo.

Extracción semicontinua La extracción sólido-líquido es un proceso semicontinuo, destilación de acoplamiento con un cartucho de tipo soxhlet que contiene el producto sólido impregnado con un ingrediente activo (soluto) para ser extraído por disolución en un solvente caliente.

Extracción discontinua La separación de una mezcla de compuestos sólidos también se puede llevar a cabo aprovechando diferencias de solubilidad de los mismos en un determinado disolvente. En el caso favorable de una mezcla de sólidos en la cual uno de los compuestos es soluble en un determinado disolvente (normalmente un disolvente orgánico).

3. Porque, en las extracciones sólido liquido, con solventes orgánicos de baja polaridad, las muestras sólidas no deben presentar contenidos de humedad superior al 5%, ¿Explicar? En estas situaciones, la extracción del producto de reacción deseado a partir de esta mezcla acuosa se puede conseguir añadiendo un disolvente orgánico adecuado, más o menos denso que el agua, que sea inmiscible con el agua y capaz de solubilizar la máxima cantidad de producto a extraer pero no las impurezas que lo acompañan en la mezcla de reacción 4. Explicar las principales, ventajas y desventajas de utilizar el extractor soxhlet, en la separación de sustancias orgánicas a partir de muestras sólidas. Ventajas Desventajas Gran capacidad de recuperación e Es un proceso lento e imposible de instrumentación simple. acelerar No se requiere filtración posterior. Se requiere gran cantidad de disolvente. 5. Por que los solvente de extracción polares, tienen propiedades extractivas bien diferentes a los solventes de extracción apolares, ¿Explicar y dar ejemplos? Los solventes apolares en general son sustancias de tipo orgánico y en cuyas moléculas la distribución de la nube electrónica es simétrica; por lo tanto, estas sustancias carecen de polo positivo y negativo en sus moléculas. Como el Agua (H-O-H), etanol (CH3-CH2-OH) y ácido acético (CH3-C(=O)OH) que son disolventes polares próticos 6. Explicar, como se podría extraer, a nivel de laboratorio, pigmentos solubles en cloroformo, a partir de semillas de frutos de Bixina (achiote). Las semillas separadas de las cápsulas maduras, se colocan en suficiente agua hirviendo con el fin de que el tinte se desprenda fácilmente de éstas; luego se separan las semillas, se deja fermentar la pasta una semana aproximadamente; se elimina el agua quedando la pasta sola, que permite modelar el producto para darle la forma más conveniente y aceptada por el consumidor (Sahaza, 2001)....