Practica: Extracción de aceites naturales por arrastre de vapor

Marco teórico

A la destilación por medio del vapor de agua se le denomina Hidrodestilación.

Los aceites esenciales poseen comúnmente puntos de ebullición altos y son insolubles en agua, sin embargo, se pueden separar de su fuente natural por medio del punto de ebullición del agua. Esto es: cuando coexisten dos líquidos en un recipiente abierto a la atmosfera, ambos contribuyen a la presión parcial sobre la superficie de los dos líquidos. Al aumentar la temperatura, la presión de vapor sobre la superficie del líquido aumentara, debido a que se incrementan el número de moléculas que pasan a la fase de vapor.

De acuerdo con la ley de Dalton, la relación de las presiones de vapor de dos líquidos es directamente proporcional a ala relación de sus concentraciones molares de ambas sustancias en la fase gaseosa. Así cada uno de los componentes tiene una presión de vapor a cierta temperatura, su

relación molar se formula de la siguiente manera: P APB

=[M A

M B]

Donde: PA y PB=Presion devapor de A y deB puros .

M A yM B=Moles de A y deB .

La consecuencia de este fenómeno es que un componente de punto de ebullición elevado con una presión de vapor relativamente pequeña se puede obtener por arrastre con un líquido en el cual sea inmiscible. Para ellos típicamente se usa el agua como fuente de vapor. Así los materiales de punto de ebullición alto pueden aislarse y purificarse combinándolos en un proceso de destilación con algún liquido de punto de ebullición inferior.

Hay dos métodos de destilación por arrastre de vapor: el método directo y el método del vapor vivo o indirecto.

En el primer método, el directo, el vapor se genera in situ, por calentamiento del balón de destilación, que contiene agua y el compuesto deseado o su fuente natural.

En el segundo método, el método de vapor vivo o indirecto, el vapor se genera en un balón

diferente al que contiene el compuesto deseado y se hace pasar por el balón de destilación usando un tubo.

Los aceites esenciales son mezclas de sustancias obtenidas de plantas, que presentan como características principales su compleja composición química y su fuerte aroma.

De las millones de plantas existentes en nuestro planeta se conocen alrededor de 4000 aceites esenciales distintos. Dependiendo de la planta de la que se hable, la obtención de los aceites puede ser de toda la planta, de sus hojas, raíces, flores, frutos, etc. Así para la albahaca, romero, menta hierbabuena o saliva, se utilizan las hojas, mientras que en el caso de angélica y valeriana se utilizan las raíces. Los frutos para nuez moscada y pimienta; las semillas, para anís,comino, hinojo; y las flores para rosa, manzanilla y lavanda. (ver tabla 1)

Dado que los aceites esenciales se encuentran en muy pequeña cantidad en la planta y son difíciles de obtener, comprenderemos el porqué de su elevado precio.

Los aceites esenciales son utilizados desde la antigüedad para un gran número de aplicaciones: cosméticos, aromatizantes, perfumes, medicinas, saborizantes, etc.

Un aceite esencial esta compuesto generalmente por hidrocarburo terpenicos (sin aroma o con poca contribución al aroma global) y los minoritarios, pero no menos importantes ya que estos son los responsables del aroma del aceite esencial:

Hidrocarburos terpenicos: terpenos y terpenoides

Aldehídos: aldehído benzoico, aldehído cinámico, butanal, propanal.

Ácidos: acético, palmico.

Alcoholes: linanol, geraniol, mentol.

Fenoles: anetol, eugenol.

Esteres: acetato de linalilo, acetato de geranilo.

Cetonas: tuyona.

Un aceite esencial es una mezcla de sustancias constituida fundamentalmente por una base integrada por hidrocarburos terpenicos.

A continuación se presenta una lista de los aceites esenciales mas conocidas y otras características y precauciones.

Le describiré las características de algunos aceites esenciales y su fuente natural:

Clavo: aceite esencial de alto punto de ebullición. Es irritante en la piel por lo que es mejor para ambientadores que para perfumes.

Comino: es un aceite esencial, incoloro una vez destilado, pero de color amarillo oscuro cuando envejece, se en licores y perfumes, como antiespasmódico y en masajes.

Jazmin: se trata de uno de los aceites esenciales mas caros debido a la dificultad de recolección. Esta planta es típica de países asiáticos y africanos. Se utiliza en la aplicación de alteraciones de la piel(piel seca o grasa, irritación).

Limón: aceite cítrico obtenido de la corteza del fruto del limonero. Este aceite se encuentra en la corteza del fruto a un buen porcentaje, mayor que lo habitual para la mayoría de los aceites. Es beneficioso para la piel.

Eucalipto: aceite esencial antiinflamatorio, antibateriano, y antivírico. Utilizado como expectorante y anticatarral. Es muy económico.

Ésteres

Los ésteres son compuestos orgánicos derivados de ácidos orgánicos o inorganicos oxigenados en los cuales uno o más hidroxiles son sustituidos por grupos orgánicos alquilo (simbolizados por R').

Etimológicamente, la palabra "éster" proviene del griego Essig-Äther (éter de vinagre), como se llamaba antiguamente al acetato de etilo.[]

En los ésteres más comunes el ácido en cuestión es un ácido carboxílico. Por ejemplo, si el ácido es el ácido acético, el éster es denominado como acetato. Los ésteres también se pueden formar con ácidos inorgánicos, como el ácido carbónico (origina ésteres carbónicos), el ácido fosfórico (ésteres fosfóricos) o el ácido sulfúrico. Por ejemplo, el sulfato de dimetilo es un éster, a veces llamado "éster dimetílico del ácido sulfúrico".

Éster

(éster de ácido carboxílico)

Éster carbónico

(éster de ácido carbónico)

Éster fosfórico

(triéster de ácido fosfórico)

Éster sulfúrico

(diéster de ácido sulfúrico)

Un ensayo recomendable para detectar ésteres es la formación de hidroxamatos férricos, fáciles de reconocer ya que son muy coloreados:

Ensayo del ácido hidroxámico: la primera etapa de la reacción es la conversión del éster en un ácido hidroxámico (catalizado por base). En el siguiente paso éste reacciona con cloruro férrico produciendo un hidroxamato de intenso color rojo-violeta.

En bioquímica son el producto de la reacción entre los ácidos grasos y los alcoholes.

En la formación de ésteres, cada radical OH (grupo hidroxilo) del radical del alcohol se sustituye por la cadena -COO del ácido graso. El H sobrante del grupo carboxilo, se combina con el OH sustituido, formando agua.

En química orgánica y bioquímica los ésteres son un grupo funcional compuesto de un radical orgánico unido al residuo de cualquier ácido oxigenado, orgánico o inorgánico.

Los ésteres más comúnmente encontrados en la naturaleza son las grasas, que son ésteres de glicerina y ácidos grasos (ácido oleico, ácido esteárico, etc.)

Principalmente resultante de la condensación de un ácido carboxílico y un alcohol. El proceso se denomina esterificación:

Un éster cíclico es una lactona.

La nomenclatura de los ésteres deriva del ácido carboxílico y el alcohol de los que procede. Así, en el etanoato (acetato) de metilo encontramos dos partes en su nombre:

La primera parte del nombre, etanoato (acetato), proviene del ácido etanoico (acético)

La otra mitad, de metilo, proviene del alcohol metílico (metanol).

Etanoato de etilo.

En el dibujo de la derecha se observa la parte que procede del ácido (en rojo; etanoato) y la parte que procede del alcohol (en azul, de etilo).

Luego el nombre general de un éster de ácido carboxílico será "alcanoato de alquilo" donde:

alcan-= raíz de la cadena carbonada principal (si es un alcano), que se nombra a partir del número de átomos de carbono. Ej.:Propan- significa cadena de 3 átomos de carbono unidos por enlaces sencillos.

oato = sufijo que indica que es derivado de un ácido carboxílico. Ej: propanoato: CH3-CH2-CO- significa "derivado del ácido propanoico".

de alquilo: Indica el alcohol de procedencia. Por ejemplo: -O-CH2-CH3 es "de etilo"

En conjunto CH3-CH2-CO-O-CH2-CH3 se nombra propanoato de etilo.

Los ésteres pueden participar en los enlaces de hidrógeno como aceptadores, pero no pueden participar como donadores en este tipo de enlaces, a diferencia de los alcoholes de los que derivan. Esta capacidad de participar en los enlaces de hidrógeno les convierte en más hidrosolubles que los hidrocarburos de los que derivan. Pero las ilimitaciones de sus enlaces de hidrógeno los hace más hidrofóbicos que los alcoholes o ácidos de los que derivan. Esta falta de capacidad de actuar como donador de enlace de hidrógeno ocasiona el que no pueda formar enlaces de hidrógeno entre moléculas de ésteres, lo que los hace más volátiles que un ácido o alcohol de similar peso molecular.

Muchos ésteres tienen un aroma característico, lo que hace que se utilicen ampliamente como sabores y fragancias artificiales. Por ejemplo:

Acetato de 2 Etil Hexilo: olor a dulzón suave butanoato de metilo: olor a Piña salicilato de metilo (aceite de siempreverde o menta): olor de las pomadas Germolene™ y

Ralgex™ (Reino Unido) octanoato de heptilo: olor a frambuesa etanoato de isopentilo: olor a plátano pentanoato de pentilo: olor a manzana butanoato de pentilo: olor a pera o a albaricoque etanoato de octilo: olor a naranja.

En las reacciones de los ésteres, la cadena se rompe siempre en un enlace sencillo, ya sea entre el oxígeno y el alcohol o R, ya sea entre el oxígeno y el grupo R-CO-, eliminando así el alcohol o uno de sus derivados. La saponificación de los ésteres, llamada así por su analogía con la formación de jabones, es la reacción inversa a la esterificación.

Los ésteres se hidrogenan más fácilmente que los ácidos, empleándose generalmente el éster etílico tratado con una mezcla de sodio y alcohol (Reducción de Bouveault-Blanc). El hidruro de litio y aluminio reduce ésteres de ácidos carboxílicos para dar 2 equivalentes de alcohol. [] La reacción es de amplio espectro y se ha utilizado para reducir diversos ésteres. Las lactonas producen dioles. Existen diversos agentes reductores alternativos al hidruro de litio y aluminio como el DIBALH, el trietilborhidruro de litio o BH3–SiMe3 reflujado con THF.

El nombre de perfume o perfumes proviene del latín "per", por y "fumare", a través del humo, haciendo referencia a la sustancia aromática que desprendía un humo fragante al ser quemado, usado para sahumar. Los romanos no utilizaron la palabra perfume y según demuestra el filólogo Joan Corominas esta aparece por primera vez en lengua catalana en la obra “Lo Somni” de Bernat Metge y a partir de 1528 en la literatura francesa. En la actualidad, la palabra «perfume» se refiere al líquido aromático que usa una mujer o un hombre, para desprender olores agradables.

El término perfumería tiene cuatro acepciones,[1] pudiendo referirse a un establecimiento comercial donde venden perfumes, al arte de fabricar perfumes, al conjunto de productos y materias de la industria del perfume, o al lugar donde se preparan los perfumes o se perfuman ropas o pieles.

El perfume es una mezcla que contiene sustancias aromáticas, pudiendo ser éstas aceites esenciales naturales o esencias sintéticas; un disolvente que puede ser sólido o líquido (alcohol en la mayoría de los casos) y un fijador, utilizado para proporcionar un agradable y duradero aroma a diferentes objetos pero, principalmente al cuerpo humano.

Los aceites esenciales son sustancias orgánicas, líquidas aunque algunas veces sólidas, de olor y sabor acres, irritantes e incluso cáusticas. Pueden destilarse sin descomposición, no son miscibles en el agua pero son solubles en alcohol y éter. No tienen el tacto graso y untuoso de los aceites fijos y no dan jabón. Disuelven los cuerpos grasos, la cera y las resinas.

Su composición química es variadísima; a menudo encierran hidrocarburos de fórmula C10H16 o un múltiplo o submúltiplo y un compuesto oxigenado o alcanfor. Algunos contienen ésteres, alcoholes, fenoles; otros, contienen azufre. Existen en todos los órganos de las plantas pero especialmente en las hojas y en las flores.

La mayor parte de las esencias ya existen completamente formadas en la planta o vegetal; sin embargo, otras no preexisten sino que se forman por la acción del agua sobre determinadas partes del vegetal por cuya acción se combinan ciertos elementos que se encuentran en las células y determinan la formación de la esencia.[2]

Los fijadores que aglutinan las diversas fragancias incluyen bálsamos, ámbar gris y secreciones glandulares de ginetas y ciervos almizcleros (estas secreciones sin diluir tienen un desagradable olor, pero en solución alcohólica actúan como conservantes). En la actualidad, estos animales están protegidos en muchos países, por lo que los fabricantes de perfumes utilizan almizcle sintético.

La cantidad de alcohol depende del tipo de preparación al que vaya dirigido. Normalmente, la mezcla se deja envejecer un año.

Hay dos tipos de estructuras para la creación de perfumes. Por fases- notas de salida, medias y base- o monolíticas- el aroma se mantiene sin variaciones mientras perdura- este último tipo se empiezan a crear a partir de 1980. Las fragancias monolíticas se caracterizan por estar creadas con pocos componentes al contrario de las de estructura por fases que son composiciones en las que fácilmente se alcanza a utilizar un centenar de elementos.

Es una combinación de ingredientes aromáticos que estimulan al sentido del olfato, para dar la sensación del aroma.

 Esta supone un efecto pasajero, en su estado natural; y por medio del arte suele algunas veces hacerse durable.  Las fragancias no huelen igual en todas las personas. El olor de cada persona se mezcla con el perfume creando una fragancia única. Las fragancias usualmente (varia de persona a persona y con el clima) duran 4 horas una vez que se aplican. Si deseas tener el olor todo el tiempo tienes que aplicarla cada 4 o 5 horas. 

La diferencia básica entre fragancia y perfume es que el perfume siempre tiene un olor más profundo su aroma es más duradero, sin embargo la fragancia suele durar menos tiempos y además sus componentes son más livianos, generalmente se realizan con aguas florales, los perfumes poseen siempre como ingrediente principal algún tipo de alcohol lo que le permite que el aroma dura más tiempo.

Las fragancias que utilizan tanto hombres como mujeres están clasificadas por su concentración y su composición. Estas características tendrán como resultado el grado de intensidad y duración que tendrán los aromas.

Perfume. Cuenta con una concentración de esencias aromáticas elevada (va desde un 18% hasta un 40% mezclado con alcohol concentrado). Esto produce que el aroma sea muy intenso y debe utilizarse en pocas cantidades. Los entendidos sugieren que se aplique directamente a la piel (y no se toque o frote la zona con los dedos) para que el aroma sea auténtico. El aroma de un perfume puede durar hasta 7 horas.

Tipos de fragancias

• Extracto o perfume: es el que cuenta con mayor concentración de esencia aromática, ésta va desde un 18% y puede alcanzar hasta un 40% mezclado con alcohol de alta graduación. Generalmente se presenta en frascos pequeños y tiene un aroma muy intenso. Bastan sólo unas gotas en las muñecas, parte posterior de las rodillas y tobillos, entre otros, para estar perfumado. Los expertos recomiendan aplicarlo con el tapón, no con los dedos, para evitar que se contamine y usarlo en la noche. Su duración es de alrededor de 7 horas

• Eau de Parfum (Agua de Perfume): es la misma fórmula del perfume pero contiene un porcentaje menor de esencias aromáticas mezcladas con alcohol generalmente de 90°; éstas oscilan entre un 10% y un 19%. Se puede emplear a diario, en mayores cantidades que el extracto y en las mismas zonas que éste. Su duración es de alrededor de 4 a 6 horas

• Eau de Toilette (Agua de tocador) : constituye la versión más ligera dentro de la familia de los perfumes, ideal para emplearlo en ocasiones informales. Cuenta con una concentración que varía entre los 5% y 10% de aceites aromáticos en alcohol habitualmente de 85° y de 2% de esencia. Los expertos recomiendan no aplicarlo sobre la piel, sino sobre la ropa. Su duración es de alrededor de 3 a 5 horas

• Eau de Cologne (Agua de Colonia) : para muchos resulta la mejor opción para usar a diario pues es la versión más refrescante y diluida. Tiene una concentración considerablemente baja, entre 3% y 5%, mezclado en agua y alcohol de 70°. Su duración es de alrededor de 3 horas

• Eau Fraîche (Agua refrescante) : es más ligera y refrescante que el agua de colonia por lo que muchas casas la han lanzado como una fragancia ideal para aquellos que practican actividades al aire libre. Cuenta con un porcentaje de esencia que va entre el 1% y 3%; la versión más reciente no contiene alcohol para evitar manchas en la piel. Dada la suavidad de su aroma puede aplicarse varias veces al día.

Consejos para probar un perfume.

Cuando pruebes una fragancia, déjala evaporarse de manera natural en la cara interna de la muñeca. Sólo unas gotas y luego de unos instantes la fragancia cobrará vida en tu piel. No frotes las zonas en las que aplicaste la fragancia.

La fricción daña las moléculas y altera las notas. Si no deseas probar la fragancia de manera directa sobre la piel, se puede vaporizar la misma en papel especialmente diseñado para testear una fragancia.

Se recomienda probar un máximo de tres fragancias. De otra forma tus sentidos olfativos se saturan, haciendo casi imposible distinguir entre las diferentes esencias.

El día que decidas comprar un perfume trata de no usar ninguna otra fragancia o aroma. De esta forma podrás percibir las esencias de una manera más pura.

No te recomendamos oler una fragancia de su botella, ya que tu nariz sólo percibirá las notas fuertes y ácidas del alcohol y las notas altas de la misma. Sólo tu piel permitirá que la fragancia viva, solo así revelará sus notas y harán que se perciba de una manera única en tu piel.

Los terpenos se originan por polimerización enzimática de dos o más unidades de isopreno, ensambladas y modificadas de muchas maneras diferentes. La mayoría de los terpenos tienen estructuras multicíclicas, las cuales difieren entre sí no sólo en grupo funcional sino también en su esqueleto básico de carbono. Los monómeros generalmente son referidos como unidades de isopreno porque la descomposición por calor de muchos terpenos da por resultado ese producto; y porque en condiciones químicas adecuadas, se puede inducir al isopreno a polimerizarse en múltiplos de 5 carbonos, generando numerosos esqueletos de terpenos. Por eso se relaciona a los terpenos con el isopreno, si bien se sabe ya desdes hace más de 100 años que el isopreno no es el precursor biológico de esta familia de metabolitos.2

Estos lípidos se encuentran en toda clase de seres vivos, y son sintetizados por las plantas, donde son importantes en numerosas interacciones bióticas (Goodwin 1971).3 En las plantas los terpenos cumplen muchas funciones primarias: algunos pigmentos carotenoides son terpenos, también forman parte de la clorofila y las hormonas gibelina y ácido abscísico. Los terpenos también cumplen una función de aumentar la fijación de algunas proteínas a las membranas celulares, lo que es conocido como isoprenilación. Los esteroides y esteroles son producidos a partir de terpenos precursores.

Los terpenos de las plantas son extensamente usados por sus cualidades aromáticas. Juegan un rol importante en la medicina tradicional y en los remedios herbolarios, y se están investigando sus posibles efectos antibacterianos y otros usos farmacéuticos. Están presentes, por ejemplo, en las esencias del eucalipto, los sabores del clavo y el jengibre. También en el citral, mentol, alcanfor, y los cannabinoides.

Clasificación

Los terpenos son hidrocarburos que pueden verse como una combinación de numerosas unidades isopreno, por lo general unidas de forma cabeza-cola, pero también pueden darse combinaciones cabeza-cabeza y algunos compuestos están formados por uniones cabeza-medio. Los terpenoides pueden ser considerados como terpenos modificados donde grupos metilo han sido reacomodados o removidos, o a los que se les han añadido átomos de oxígeno. Algunos autores usan el término terpeno para referirse a los terpenoides.

La clasificación de los terpenos según su estructura química, es similar a la de los terpenos, los cuales son clasificados en base al número de unidades isopreno presentes y en el caso de los triterpenos, si están ciclados. Se los clasifica en:

Hemiterpenos. Los terpenos más pequeños, con una sola unidad de isopreno. Poseen 5 carbonos. El hemiterpeno más conocido es el isopreno mismo, un producto volátil que se desprende de los tejidos fotosintéticamente activos.

Mono terpenos. Terpenos de 10 carbonos. Llamados así porque los primeros terpenos aislados del aguarrás en los 1850s, fueron considerados la unidad base, a partir de la cual se hizo el resto de la nomenclatura. Los monoterpenos son mejor conocidos como componentes de las esencias volátiles de las flores y como parte de los aceites esenciales de hierbas y especias, en los que ellos forman parte de hasta el 5 % en peso de la planta seca.

Sesquiterpenos. Terpenos de 15 carbonos (es decir, terpenos de un monoterpeno y medio). Como los monoterpenos, muchos sesquiterpenos están presentes en los aceites esenciales. Además muchos sesquiterpenos actúan como fitoalexinas, compuestos antibióticos producidos por las plantas en respuesta a la aparición de microbios, y como inhibidores de la alimentación ("antifeedant") de los herbívoros oportunistas. La hormona de las plantas llamada ácido abscísico es estructuralmente un sesquiterpeno, su precursor de 15 carbonos, la xantosina, no es sintetizada directamente de 3 unidades isopreno sino producida por un "cleavage" asimétrico de un carotenoide de 40 unidades.

Diterpenos. Terpenos de 20 carbonos. Entre ellos se incluye el fitol, que es el lado hidrofóbico de la clorofila, las hormonas giberelinas, los ácidos de las resinas de las coníferas y las especies

de legumbres, las fitoalexinas, y una serie de metabolitos farmacológicamente importantes, incluyendo el taxol, un agente anticáncer encontrado en muy bajas concentraciones (0,01% de peso seco) en la madera del tejo ("yew"), y forskolina, un compuesto usado para tratar el glaucoma. Algunas giberelinas tienen 19 átomos de carbono por lo que no son consideradas diterpenos porque perdieron un átomo de carbono durante una reacción de "cleavage".

Triterpenos. Terpenos de 30 carbonos. Son por lo general generados por la unión cabeza-cabeza de dos cadenas de 15 carbonos, cada una de ellas formada por unidades de isopreno unidas cabeza-cola. Esta gran clase de moléculas incluye a los brassinoesteroides, componentes de la membrana que son fitoesteroles, algunas fitoalexinas, varias toxinas y "feeding deterrents", y componentes de las ceras de la superficie de las plantas, como el ácido oleanólico de las uvas.

Tetraterpenos. Terpenos de 40 carbonos (8 unidades de isopreno). Los tetraterpenos más prevalentes son los pigmentos carotenoides accesorios que cumplen funciones esenciales en la fotosíntesis.

Politerpenos. Los politerpenos, que contienen más de 8 unidades de isopreno, incluyen a los "prenylated quinone electron carriers" como la plastoquinona y la ubiquinona, también poliprenoles de cadena larga relacionados con las reacciones de transferencia de azúcares (por ejemplo el dolicol), y también a enormemente largos polímeros como el "rubber", usualmente encontrado en el látex.

Meroterpenos. Así se llama a los metabolitos secundarios de las plantas que tienen orígenes sólo parcialmente derivados de terpenos. Por ejemplo, tanto las citokininas como numerososfenilpropanoides contienen cadenas laterales de un isoprenoide de 5 carbonos. El principio activo de la marihuana son los cannabinoides, los cuales tienen una porción molecular de origen policétido y la otra es terpénica. Algunos alcaloides, como las drogas anticáncer vincristina y vinblastina, contienen fragmentos terpenos en sus estructuras. Además algunas proteínas modificadas incluyen una cadena lateral de 15 o 20 carbonos que es un terpeno, que es el que ancla la proteína a la membrana.

Esteroides. Triterpenos basados en el sistema de anillos ciclopentanoperhidrofenantreno.

Los aceites esenciales son mezclas de varias sustancias químicas biosintetizadas por las plantas, que dan el aroma característico a algunas flores, árboles, frutos, hierbas, especias, semillas y a ciertos extractos de origen animal (almizcle, civeta, ámbar gris). Se trata de productos químicos intensamente aromáticos, no grasos (por lo que no se enrancian), volátiles por naturaleza (se evaporan rápidamente) y livianos (poco densos). Son insolubles en agua, levemente solubles en vinagre, y solubles en alcohol, grasas, ceras y aceites vegetales. Se oxidan por exposición al aire. Se han extraído más de 150 tipos, cada uno con su aroma propio y virtudes curativas únicas. Proceden de plantas tan comunes como el perejil y tan exquisitas como el jazmín. Para que den lo mejor de sí, deben proceder de ingredientes naturales brutos y quedar lo más puro posible.

El término esencias o aceites esenciales se aplica a las sustancias sintéticas similares preparadas a partir del alquitrán de hulla, y a las sustancias semisintéticas preparadas a partir de los aceites naturales esenciales. El termino aceites esenciales puros se utiliza para resaltar la diferencia entre los aceites naturales y los sintéticos.

Ley de Dalton

Cada componente de una mezcla gaseosa ejerce una presión parcial igual a la que ejercercería si estuviera solo en el mismo volumen, y la presión total de la mezcla es la suma de las presiones parciales de todos los componentes.Esta ley es de particular importancia cuando se trata de gases recogidos sobre agua, los cuales están saturados de vapor de agua, o gases húmedos, es necesario acotar que el volumen ocupado por el gas seco y el gas húmedo es el mismo si no varía el recipiente; pero las presiones del gas seco y del gas húmedo son distintas, cumpliéndose la siguiente ecuaciónPresión total gas húmedo = Presión parcial gas seco + Presión parcial vapor de agua

En la industria del alcohol comercial muchos productos son sabor izados con esencias. Esto es muy común pero muy poco conocido por él publico. Las esencias de alta calidad imparten un buen sabor.

(Whisky y brandis son provistos de una adición del 10 % del real.Las esencias están diseñadas a la perfección. Por consecuencia, cada esencia utilizada en casa es normalmente puede ser mejorada, y es la versión de los comerciales les dan a los consumidores. Muchas compran esencia de Vodka y una buena marca de una bebida más barata especialmente en Scandinavia.Las esencias son fabricadas de viarias materias primas, y trabajan con aceites, concentrados y soluciones originales de substancias. Esto probablemente, por ejemplo: el Brandy es de aceite de café, aceite de naranja, aceite de caraway, aceite de eneldo, o cualquier otro aceite natural. También se pueden obtener de hierbas, o especies. En algunas ocasiones estos extractos esta destilados entonces cuando son más fuertes y puras. Las grandes compañías internaciones también ofrecen esencias de ginebra y Ron también estas están fabricadas por un análisis natural de fabricación de aromas igualmente que las substancias artificiales. Por lo que también existen aromas sintéticos, pero esto se utiliza cada ves menos y menos. La tecnología, avanza muy rápido, y ofrece productos de una calidad que uno no hubiera ni siquiera soñado hace unos cinco años atrás. Una nueva técnica, por medio del proceso de destilación de dióxido de carbón es cuando han ocurrido muchos avances.

Sabores.

La lengua es el órgano principal del gusto, ubicado en el interior de la boca. Este sentido tiene la función de identificar los sabores por medio de la percepción de sus cualidades químicas. El gusto, junto con el olfato, funciona en complemento, de tal manera que se les ha denominado los sentidos químicos. La integración de estos sentidos se produce porque los olores de los alimentos que ingerimos entran por la vía Aero digestiva hacia la mucosa olfativa, generando el curioso fenómeno de que probamos lo que comemos primero por la nariz. Este hecho se ve comprobado al encontrar sin sabor (insípido) todo los alimentos que ingerimos cuando tenemos la nariz tapada. El gusto se percibe a través de las papilas gustativas, que se concentran en la mucosa de la lengua y, en menor medida, en el paladar y la faringe. Las papilas gustativas son pequeños grupos de células conectadas a fibras nerviosas. En su edad adulta el ser humano tienen unas 10.000 papilas gustativas, muchas menos que al nacer; pero, a medida que envejecemos, muchas de estas papilas mueren.

Existen tres tipos de papilas gustativas: las calciformes, las foliadas o fungiformes, ambas con función gustativa y las filiformes que tienen función táctil.

Las papilas están distribuidas en forma desigual en la lengua y todas perciben los cuatro tipos básicos de sabores (ver recuadro quinto sabor) conocidos: amargo, dulce, salado y ácido. No obstante, algunas papilas reaccionarían con mayor intensidad ante determinados estímulos, de manera que en la punta de la lengua se capta el sabor dulce; el amargo se percibe en la parte posterior, y los sabores salado y ácido o agrio se sienten en los lados de este órgano. El resto de los sabores son sensaciones, producto de la combinación de estos cuatro, estimuladas por los olores emanados de los alimentos que consumimos.

Los elementos introducidos en la boca son disueltos en la saliva, penetrando las papilas gustativas a través de los poros que hay en la lengua. Estas células nerviosas poseen en su parte superior unos pelillos que dan respuesta a estas sustancias, generando un impulso nervioso que llega al cerebro a través de uno de los cuatro nervios craneales, glosofaríngeo, vago, mandibular y facial. Una vez en el cerebro, el impulso se transforma en una sensación: el sabor. Cabe destacar que, además del efecto químico que se produce en las papilas y que induce la sensación del gusto, existen otras propiedades del alimento que son de carácter táctil. Estas propiedades tienen que ver con la parte física del objeto; es decir, su tamaño, textura, consistencia y temperatura. Como respuesta a la combinación de varios estímulos, el ser humano es capaz de percibir un amplio abanico de sabores. La intensidad de un sabor está relacionada con la frecuencia con que se repiten los impulsos nerviosos que se envían a la corteza cerebral.

Esencias.

Las esencias naturales son primordiales para producir un perfume, pero las sustancias químicas también cumplen un factor determinante en su creación. ¿Sabes cuál es la composición de las colonias y perfumes que utilizas cada día en tu cuerpo y en tu casa?

La elaboración de los perfumes nació en Egipto y, tras su desarrollo por árabes y romanos, se introdujo en Europa a través de España hacia el siglo XIV. Su composición se basa en una mezcla de sustancias aromáticas —como aceites esenciales naturales o esencias sintéticas—; un disolvente, que suele ser el alcohol; y un fijador.

Los aceites esenciales naturales son esencias orgánicas procedentes de la naturaleza (flores, resinas, frutos…); mientras que las esencias sintéticas son, por un lado, compuestos químicos que se obtienen de los aceites esenciales naturales (aislados), y, por el otro, compuestos aislados que sufren una transformación química para modificar su aroma. En cuanto a los fijadores, son sustancias que pueden tener un origen vegetal, animal o sintético, y son las responsables de que el aroma del perfume permanezca por más tiempo en el cuerpo o en el ambiente, dependiendo de su utilidad.   Composición,química: 

Con todo, las esencias requieren de las sustancias químicas para dar con el aroma concreto que se desee, y así convertirse en perfume. Entre los productos más empleados se encuentran el benceno, el naftaleno y la cetona. El primero es un hidrocarburo poliinsaturado originario del petróleo, que contiene forma de líquido incoloro y un olor dulce. Éste se emplea para fabricar algunos tipos de gomas, lubricantes, tintes, detergentes, medicamentos y pesticidas, así como perfumes, gracias a su carácter aromático. Asimismo, este componente también se emplea como materia prima para manufacturar otros productos químicos usados en la fabricación de plásticos, resinas, nylon y fibras sintéticas, como el kevlar. 

El naftaleno, que se obtiene a través de la destilación del alquitrán de hulla, sirve, además de para crear perfumes, para fabricar colorantes, plastificadores para PVC, aditivos para el hormigón, sustancias humectantes en la industria textil o solventes para pesticidas (antipolillas). Y, en cuanto a la cetona, destaca la variedad aromática, derivada del benceno, que aporta el olor característico a las fragancias. 

A la hora de comprar un perfume es necesario conocer las clases del mismo que existen en el mercado para hacernos con la opción más adecuada para cada uno. La clasificación más común divide los aromas en cítricos, madereros y florales. En nuestros hogares es habitual encontrar dispensadores de fragancias que ofrecen al entorno una armonía y un bienestar que nos hacen la vida hogareña mucho más placentera. Además, debes tener en cuenta que cualquier habitáculo de la casa puede contar con un ambientador que lo aromatice, desde el salón a la habitación, pasando por el baño. 

Métodos de Extracción de Aceites Esenciales.

Extracción por arrastre de vapor.

La extracción por arrastre de vapor de agua es uno de los principales procesos utilizados para la extracción de aceites esenciales.Los aceites esenciales están constituidos químicamente por terpenoides (monoterpenos, sesquiterpenos, diterpenos, etc.) Y fenilpropanoides, compuestos que son volátiles y por lo tanto arrastrables por vapor de agua.Las esencias hallan aplicación en numerosísimas industrias, algunos ejemplos son los siguientes:· Industria cosmética y farmacéutica: como perfumes, conservantes, saborizantes, principios activos, etc.· Industria alimenticia y derivadas: como saborizantes para todo tipo de bebidas, helados, galletitas, golosinas, productos lácteos, etc.· Industria de productos de limpieza: como fragancias para jabones, detergentes, desinfectantes, productos de uso hospitalario, etc.· Industria de plaguicidas: como agentes pulverizantes, atrayentes y repelentes de insectos, etc.procedimiento

Se picaron 50g de pino (ojas y ramas) y luego se deposítaron sobre un lecho de gasa. Se Coloco la muestra en el interior de una columna, luego se adapto en condensador y el balon se lleno con agua hasta la mitad (adicionamos algunas piedras de ebullición) como se ilustra en la figura.

Calentamos balón con el agua utilizando el mechero, y el vapor formado paso a través de la muestra a ser destilada por arrastre con vapor. El producto recogido fue de un aspecto de agua y presento un aroma muy agradable (posiblemente comparada con un bosque lo que ocasiona una frescura muy particular).

El volumen recogido fueron aproximadamente 100mL.

Saturamos con sal el destilado, y al añadirle 50 mL de Hexano se formo una emulsión bastante dura lo que nos dificulto la extracción de la misma en el balon de separación para llevar a cabo este procedimiento se extrajo la fase “varias veces” y para romper la emulsión utilizamos algunas gotas de alcohol etilico.

Concentramos en el roto-evaporador hasta la eliminación total del solvente.

Este residuo presento un olor mucho mas fuerte que el que teníamos en la solución acuosa antes de realizar la extracción con el solvente , al igual que el que presentan las hojas en su estado natural (que no es tan concentrado) sin embargo no es un olor brusco, es decir es agradable, fresco y suave.

Extracción en continuo Sólido-Liquido (Soxhlet).

La extracción sólido - líquido, es una operación de la ingeniería química que se usa en numerosos procesos industriales.Técnicamente, es una operación de transferencia de masa, donde un disolvente o mezcla de éstos, extraen selectivamente uno o varios solutos que se hallan dentro de una matriz sólida.Al igual que en la destilación, existen una serie de parámetros físico - químicos, tales como la viscosidad del disolvente, los coeficientes de solubilidad de los solutos, los coeficientes de difusión, las temperaturas de ebullición, etc. que son de importancia fundamental para el diseño del equipo y el éxito del proceso de extracción.Extractores de lecho fijo, de lecho móvil, continuos de bandejas, etc., son algunos de los tipos que se usan normalmente en la industria.En la industria de los procesos naturales, ya con fines analíticos a escala de producción, se utiliza con frecuencia el extractor sólido - líquido tipo Sohxlet. El mismo cuenta con una cámara de extracción, un depósito para el disolvente y un sistema de condensación de vapores.Algunos ejemplos de aplicación del uso de extractores son los siguientes:

· Extracción de componentes activos a partir de drogas crudas vegetales: como la extracción de alcaloides, la extracción de glicósidos de la digital, la extracción de saponinas de Ruscus sp, etc.· Extracción de olerorresinas como la pimienta, el jengibre, el apio, la cebolla, etc.· Extracción de concretos y absolutos de plantas perfumígenas, como el concreto de jazmín, de acacia, el absoluto de musgos, de líquenes, etc.· Extracción de aceite fijo de semillas oleaginosas, como el aceite de semillas de maní, de soja, de almendras, de lino, etc.· Extracción de componentes activos de uso cosmetológico, como la extracción de saponinas de las hojas de hamamelis, de resinoides, de aloe vera, de triterpenos, de centella asiática, etc.

Procedimiento:

Se picaron 50g de pino (hojas y ramas) y luego se depositaron sobre un lecho de gasa, se realizo el montaje del equipo y realizamos la extracción con

Diclorometano. Calentamos el balón sobre una parrilla de calentamiento hasta que la ebullición del solvente reboso el brazo y se redeposito este procedimiento se repitió durante 5 ciclos.

Se evaporo el solvente en el rotaeporador.

El extracto obtenido fue muy similar al de la extracción por arrastre de vapor pero no tan agradable.

Grafica del ciclo que se cumple en a) extracción por arrastre de vapor b) Extracción en continuo Sólido-Liquido (Soxhlet).

EXTRACCION CON FLUIDOS SUPERCRITICOS.

Cuando un fluido se somete a condiciones por encima de su presión y temperatura críticas, se encuentra en su estado SUPERCRÍTICO.

En este estado, la línea de separación de fases líquido-gas se interrumpe. Esto implica la formación de una sola fase en la que el fluido tiene propiedades intermedias entre las de un líquido y las de un gas: así pues, mientras se mantiene una gran difusividad (propia de los gases), se consigue una alta densidad (cercana a la de los líquidos).

   

Al igual que los gases, la densidad de los FSC varía enormemente con la presión y la temperatura, aunque se alcanzan densidades muy cercanas a las de los líquidos. Así pues la propiedad más característica de los fluidos supercríticos es el amplio rango de altas densidades que pueden adoptar dependiendo de las condiciones de presión y/o temperatura (a diferencia de los líquidos que son prácticamente incompresibles y de los gases que poseen densidades siempre muy bajas).

Dada la relación directa entre la densidad de un fluido con su poder solvatante, tenemos que los fluidos supercríticos pueden variar enormemente su capacidad de solvatación mediante pequeñas variaciones en la presión y/o temperatura.

Teniendo en cuenta estas características, los FSC se convierten en disolventes ideales puesto que su enorme difusividad, les permite penetrar perfectamente a través de matrices porosas y su capacidad de solvatación modulable les permite una gran versatilidad y selectividad según las condiciones de presión y temperatura a las que se sometan. Sus aplicaciones principales son pues: extracción (especialmente de productos naturales): no deja residuos, se obtienen extractos de alta pureza y no requiere altas temperaturas precipitación: obtención de cristales con morfología muy uniforme, alta pureza y libres de residuos de disolvente medio de reacción: la existencia de una sola fase permite una óptima transferencia de masa y de energía. Sin duda el fluido más utilizado tanto a nivel de investigación como en aplicaciones industriales es el CO2. Se trata de un gas inocuo, abundante y barato cuyas condiciones críticas son relativamente bajas (31ºC, 73 atm) y por tanto fáciles de operar.

Problema

Los aceites esenciales son utilizados desde hace mucho tiempo para diversas aplicaciones: cosmética, perfumes, jabones, etc. Los aceites se obtienen por el método de arrastre de vapor. ¿Porque funciona este método? ¿ se podría obtener por otro método? ¡en que nos beneficia obtener aceites esenciales?

Justificación

Elegimos este tema por que lo que aquí vamos a tratar es algo que se utiliza mucho en productos, las esencias, que se ocupan en la vida cotidiana como en perfumes, cremas, shampoos, desodorantes, etc…

Ya que estas cosas son comúnmente utilizadas, quisimos saber como es que se hace y cual es el proceso para que tenga un buen aroma, puesto que en lo general utilizamos lo productos ya mencionados si saber como se llego a lo que tenemos en las manos. Nos estaríamos metiendo en la fabricación del producto para saber como pasa esto.

Sin embargo no fabricaremos un producto en específico, solo nos involucraremos en el aroma, la esencia, el olor…

Objetivos

Al término del trabajo de investigación, los alumnos:

-Obtendrán el aceite esencial del clavo, empleando el método de destilación por arrastre de vapor.

-Identificaran los principios fundamentales del método de destilación por arrastre de vapor.

-Obtención de esencia (clavo) aromática, no solo para un beneficio económico, sino también para desarrollar la habilidad de la materia y buscar alternativas de uso cotidiano de este trabajo de investigación.

-Aprenderán a trabajar de manera colaborativa.

-Aprenderán a ser, a hacer y a aprender, como bases de su aprendizaje general.

-Determinar de manera experimental, que método de extracción es más conveniente; por arrastre de vapor, en continuo sólido- líquido (Soxhlet) o por fluidos supercríticos.

-Determinar la importancia, de los usos de los aceites esenciales, en la vida cotidiana.

Hipótesis

El aceite se extraerá mediante el método de destilación de vapor.

Se utilizara el cariofileno en pequeñas cantidades junto con otros terpenos.

Los aceites volátiles se separaran de la fase acuosa con un disolvente orgánico.

Se recuperara el eugenol por tratamiento con acido clorhídrico diluido

El eugenol se liberara el medio acuoso en forma de emulsión.