UNIVERSIDAD VERACRUZANA

UNIVERSIDAD VERACRUZANA
REGIÓN POZA RICA-TUXPAN
FACULTA DE CIENCIAS QUÍMICAS
EXTRACCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DEL ACEITE
ESENCIAL DE LIMÓN (CITRUS LIMONIUM)
TESIS
PARA PRESENTAR EL EXAMEN DEMOSTRATIVO DE LA
EXPERIENCIA EDUCATIVA DE EXPERIENCIA RECEPCIONAL
DEL PROGRAMA EDUCATIVO DE INGENIERÍA QUÍMICA
PRESENTA
CECILIA ANDREA MARTÍNEZ VICENCIO
ASESOR
FRANCISCA SANDOVAL REYES
CO ASESOR
MARÍA ELENA REBOLLEDO MOLINA
POZA RICA, VER.
INDICE
RESUMEN .................................................................................................................... 1
INTRODUCCION .......................................................................................................... 2
JUSTIFICACION........................................................................................................... 4
OBJETIVO GENERAL .................................................................................................. 5
OBJETIVOS ESPECIFICOS ......................................................................................... 5
HIPOTESIS .................................................................................................................. 5
CAPITULO I. GERENALIDADES
1.1 Aspectos generales ...................................................................................... 6
1.1.1 Limón ....................................................................................................... 6
1.1.2 Propiedades del limón ............................................................................. 7
1.1.3 Aspectos taxonómicos ............................................................................. 9
1.1.4 Nombres comunes................................................................................... 9
1.1.5 Descripción botánica ............................................................................. 10
1.1.6 Distribución geográfica .......................................................................... 10
1.2 Aceites esenciales..................................................................................... 12
1.2.1 Composición química de los aceites esenciales .................................... 15
1.2.2 Aceite esencial de limón ........................................................................ 17
1.2.3 Propiedades del aceite esencial de limón.............................................. 18
CAPITULO II. METODOLOGIA
2.1 Obtención de la materia ............................................................................. 19
2.2 Recolección de la materia .......................................................................... 20
2.3 Recepción de la materia ............................................................................. 20
2.4 selección de la materia ............................................................................... 21
2.5 lavado de la materia ................................................................................... 21
2.6 Ralladura o pelado de la materia ................................................................ 22
2.7 Secado de la materia ................................................................................. 22
2.8 Molienda de la materia ............................................................................... 23
2.9 Método de extracción: Equipo Soxhlet ....................................................... 24
2.9.1 Rotavapor ................................................................................................ 27
2.10 Destilación por arrastre con vapor............................................................ 30
2.11 Cromatografía .......................................................................................... 31
2.12 Cromatografía de líquidos (HPLC) ........................................................... 33
2.13 Procedimiento para un HPLC ................................................................... 34
2.14 Espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier ............................ 36
2.15 Procedimiento de un FTIR........................................................................ 37
2.16 Análisis físico-químicos ............................................................................ 39
CAPITULO III. RESULTADOS ........................................................................ 46
CONCLUSIONES ............................................................................................ 50
RECOMENDACIONES .................................................................................... 51
ANEXO ............................................................................................................ 52
BIBLIOGRAFIA ............................................................................................... 53
ÍNDICE DE FIGURAS
Fig. 1 Limón Persa ............................................................................................ 7
Fig. 2 Producción de limón .............................................................................. 11
Fig. 3 Grafico de la produccion de limón ......................................................... 12
Fig. 4 Esencias fluidas .................................................................................... 13
Fig. 5 Bálsamos............................................................................................... 14
Fig. 6 Oleorresinas .......................................................................................... 14
Fig. 7 Diagrama de proceso de obtención del aceite esencial ........................ 19
Fig. 8 Mapa de localización de la recolección de materia prima ..................... 20
Fig. 9 Recepción de la materia ........................................................................ 20
Fig. 10 Selección del limón.............................................................................. 21
Fig. 11 Lavado del limón ................................................................................. 21
Fig. 12 (a) Limón pelado ................................................................................. 22
Fig. 12 (b) Cascara de limón ........................................................................... 22
Fig. 13 Cascaras de limón seco ...................................................................... 23
Fig. 14 Cascara de limón molida ..................................................................... 23
Fig. 15 Equipo soxhlet ..................................................................................... 25
Fig. 16 Peso de la cascara de limón molida .................................................... 25
Fig. 17 Muestra de cascara de limón en el equipo soxhlet .............................. 26
Fig. 18 Proceso de extracción de aceite esencial de limón ............................. 26
Fig. 19 Mezcla de éter de petróleo con aceite esencial ................................... 27
Fig. 20 Funcionamiento del rotavapor ............................................................. 29
Fig. 21 Aceite esencial obtenido...................................................................... 29
Fig. 22 Equipo de extracción por arrastre con vapor ....................................... 30
Fig. 23 Aceite esencial de limón ...................................................................... 31
Fig. 24 Cromatografía de líquidos (HPLC) ...................................................... 33
Fig. 25 Bomba de inyección de la muestra ..................................................... 34
Fig. 26 Cromatograma del aceite esencial de limón........................................ 35
Fig. 27 Equipo FTIR ........................................................................................ 38
Fig. 28 Aceite esencial de limón ...................................................................... 39
Fig. 29 Color del aceite esencial ..................................................................... 39
Fig. 30 Balanza analítica ................................................................................. 41
Fig. 31 (a) Picnómetro vacío ........................................................................... 41
Fig. 31 (b) Masa del picnómetro vacío ............................................................ 41
Fig. 32 (a) picnometro lleno ............................................................................. 42
Fig. 32 (b) masa del picnometro lleno ............................................................. 42
Fig. 33 Muestra del aceite esencial en el refractómetro .................................. 43
Fig. 34 Solubilidad en agua ............................................................................. 44
Fig. 35 Solubilidad con etanol ......................................................................... 44
Fig. 36 Solubilidad con éter ............................................................................. 45
Fig. 37 Cromatograma de aceite esencial de limón ........................................ 47
Fig. 38 Espectro infrarrojo de aceite esencial de limón ................................... 48
Índice de tablas
Tabla 1. Aspectos taxonómicos ........................................................................ 9
Tabla 2. Tipos de fases en las técnicas de cromatografía .............................. 32
Tabla. 3 Características fisicoquímicas de la muestra esencial de limón ....... 46
RESUMEN
Los aceites esenciales son las fracciones líquidas volátiles, que contienen las
sustancias responsables del aroma de las plantas y que son importantes en las
industrias cosméticas (perfumes y aromatizantes), alimentos (condimentos y
saborizantes) y farmacéutica (saborizantes.)
En el presente trabajo de investigación se muestra la extracción del aceite
esencial de limón siguiendo la metodología de extracción utilizando dos métodos
el primero es por el método gravimétrico con el equipo soxleth combinado con
destilación asistida por rotavapor tomando como materia prima ralladura de
cascara de limón y el segundo método es por destilación con arrastre de vapor
obteniéndose así un aceite esencial puro que se caracteriza químicamente por
medio de la cromatografía y la espectroscopia infrarroja, los resultados muestran
que el método de arrastre de vapor fue el óptimo, ya que la cantidad de aceite fue
de 28 mL, a diferencia del obtenido por soxleth de 2 mL, en la caracterización
física el color y el olor cumplen con las normas del control de calidad; Y en la
cromatografía HPLC se detectan compuestos orgánicos con pesos moleculares
del limoneno, beta-pineno, gama-terpineno, neral y geranial con mayor intensidad,
así mismo, se comprueba la presencia de estos en la espectroscopia infrarroja
obtenido picos en la región de longitud de onda de 1300 cm-1 a 1650 cm-1, por lo
tanto se concluye que el aceite esencial obtenido en este proceso en base a las
normas de control de calidad reúne las condiciones de pureza que ella exige.
1
INTRODUCCIÓN
En general, los cítricos, tienen fama por su alto contenido de vitaminas, azucares y
sales, especialmente la vitamina C, la cual se halla en la pulpa y el zumo.
En México conocemos dos tipos de limones, el mexicano (criollo o colima) de
2color verde pequeño y con semilla, y el persa de color verde grande y sin semilla.
El limón Aunque se consume fundamentalmente como fruta fresca, se puede
utilizar tanto el fruto como la corteza para usos industriales. Contiene ácido cítrico
y pequeñas proporciones de ácido oxálico, málico, succínico y malónico.
La mayoría de los alimentos deben su sabor y olor a sustancias químicas que se
encuentran presentes en el orden de partes por millón. En la naturaleza, algunas
especies evolucionaron con niveles muchos mayores de esta sustancia químicas
que otras. Con el descubrimiento de la destilación, se hizo posible separar del
material botánico estas sustancias o sus mezclas, dando lugar al nacimiento de
los aceites esenciales como producto comercial. Los aceites esenciales son las
fracciones líquidas volátiles, generalmente destilables por arrastre con vapor de
agua, que contienen las sustancias responsables del aroma de las plantas y que
son importantes en la industria cosmética (perfumes y aromatizantes), de alimentos (condimentos y saborizantes) y farmacéutica (saborizantes). Los aceites
esenciales se clasifican en base a diferentes criterios: consistencia, origen y
naturaleza química de los componentes mayoritarios.
El rendimiento de una esencia obtenido de una planta varía de unas cuantas
milésimas por ciento de peso vegetal hasta 1-3%. La composición de una esencia
puede cambiar con la época de la recolección, el lugar geográfico o de pequeños
cambios genéticos.
En el presente trabajo se realiza la extracción y caracterización química del aceite
esencial de limón (citrus limonium) por el método SOXLETH arrastre de vapor
utilizando operaciones unitarias como la destilación y una destilación a presión
2
reducida (rotavapor). Y la caracterización utilizando la cromatografía (HPLC) y la
espectroscopia infrarroja (FTIR).
Con el objetivo de determinar con exactitud los grupos funcionales de los
complejos compuestos de este aceite esencial.
La distribución del trabajo recepcional se realiza de la siguiente forma: una
introducción en la que se describe la problemática y el objetivo de la investigación,
En el capítulo I se presentan los aspectos teóricos y generalidades, así como las
propiedades fisicoquímicas y fisiológicas que deben conocerse acerca del limón,
que es la materia prima.
El capítulo II se describe el proceso de extracción dando a conocer la metodología
para la obtención a nivel laboratorio así como el diagrama del proceso.
En el capítulo III se describen los resultados obtenidos a nivel laboratorio de la
sustancia obtenida (aceite esencial de limón).
Y finalmente las conclusiones, bibliografía y anexos que contiene la información
en que se fundamenta este trabajo.
3
JUSTIFICACIÓN
En la actualidad son muchos los países que cultivan comercialmente limoneros.
Cabe destacar Italia, España, EEUU, China, Turquía, India, México, Brasil, entre
otros.
La industria tiene mucho interés en el cultivo del limón. El limón no solamente es
utilizado para elaborar productos directamente relacionados con el limón, también
usa el limón como conservante natural de otros alimentos. Además, lo usan para
aromatizar y sazonar dichos productos indirectos.
Si miramos la industria relacionada con el cuidado del hogar, veremos muchos
productos de limpieza elaborados con extractos de limón. Y es que el limón es un
poderoso desinfectante, además de ser muy aromático. También se utiliza para
elaborar perfumes del hogar, etc.
En la industria cosmética, el limón tiene su lugar para elaborar productos para el
cuidado de la piel y del cabello.
Es por ello que la importancia de esta investigación es comprobar a través de la
caracterización química sus componentes y el porcentaje de las propiedades
presentes del aceite esencial de limón ya que las técnicas más utilizadas para
identificar, y determinar la masa molecular y los grupos funcionales de los
complejos compuestos naturales se pone en práctica en la espectroscopia
infrarroja para poder así demostrar con exactitud, la cantidad de compuestos
presentes en el aceite esencial de limón.
4
OBJETIVO GENERAL
Caracterizar fisicoquímicamente el aceite esencial de Limón Persa mediante la
técnica de análisis de cromatografía de líquidos (HPLC) y FTIR.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Obtener la materia prima (aceite esencial) a partir del limón.
Extraer el aceite esencial mediante el método de arrastre de vapor y soxleth.
Identificar los compuestos del aceite esencial del limón. Por medio de la
cromatografía liquida HPLC y FTIR.
Determinar las propiedades físicas del aceite en base a las normas de control de
calidad.
HIPÓTESIS
Es posible la caracterización del aceite esencial de limón Persa
mediante la
cromatografía de líquidos HPLC y FTIR.
5
CAPITULO I
GENERALIDADES
1.1 Aspectos generales
El grado de globalización que han alcanzado los procesos productivos, los
Mercados y la sociedad misma, han permitido que el limón y sus derivados, hoy
Sean de uso y consumo generalizado; tal es el caso del aceite esencial de Limón
Mexicano, que tradicionalmente se ha utilizado en la industria refresquera y en
años recientes también sirve como base para otros derivados que se emplean en
la industria de cosméticos, alimentaria, farmacéutica, así como de jabones y
detergente; por lo que las perspectivas de diversificación se siguen ampliando.
En la actualidad se tiene un gran interés en el estudio y aprovechamiento de las
cascaras de los diferentes frutos provenientes de los procesos industriales
agrícolas. El principal producto derivado de la cáscara del limón( citrus limonium),
es el aceite esencial. Es un líquido que posee un aroma totalmente familiar a todos
con tonalidad refrescante, limpia y tonificante muy parecido al olor del fruto fresco.
1.1.1 Limón
El limón (Fig.1) es una especia hibrida, de la familia de las rutáceas, es un árbol
frutal perteneciente al género de los cítricos. De forma que este árbol de 5 m de
altura, y tronco habitualmente torcido, se ramifica densamente desde abajo. El
limón es originario del sudeste de Asia, introducida en Europa por los cruzados del
siglo XII a través de oriente medio y áfrica del norte. En el estado de Veracruz se
encuentra en Martínez de la torre. Existen 2 tipos de limón en México: el persa y el
criollo conocido como limón mexicano.
6
Figura 1. Limón Persa
Fuente: www.landsteiner.com
Su crecimiento se forma a través de un
tronco leñoso, amarillento y muy
ramificado, sus grandes y ovaladas hojas de color verde brillante son muy
aromáticas y con una característica de espina en la base. También desprenden un
gran aroma sus flores, el azahar. Su fruto, el limón, es de color amarillo o verde y
tiene una gruesa corteza que oculta una capa blanca esponjosa e insípida, debajo
de la cual se encuentra la pulpa. Los limones brotan en las ramas del árbol y
conforme a su maduración se recolectan.
Hay muchas variedades de limones. Sus distintas especies se diferencian por el
color de sus frutos, y por la forma, acidez y periodos de maduración de los
mismos.
1.1.2 Propiedades del limón.
El limón, aunque tiene un sabor sumamente ácido, es muy utilizado en la
gastronomía mundial. Donde no se utiliza el limón se utiliza la Lima, otro fruto con
similares características. Ingerirlo fresco, al natural sin más, es difícil de ver por su
fuerte sabor. Sin embargo, su jugo es muy utilizado para sazonar diferentes platos,
como las ensaladas de verduras, los platos de carne y los platos de pescado o
marisco.
7
En México, el limón se utiliza mucho en pastelería para dar sabor y aromatizar
pasteles y tartas. Para ello suelen utilizar mucho la cáscara del limón, ya sea
rallada o en trozos. Aunque también utilizan sus gajos y su jugo.
Asimismo, se elaboran otros productos como son los yogures, helados, gelatinas,
mermeladas, cócteles y licores.
Las virtudes del limón son cuantiosas. Como vitaminas destacaremos la vitamina
C, la vitamina A y la vitamina P. Pero también nos aporta vitaminas del grupo B,
como la B1, B2, B3, B5 y B6. Como minerales destacaremos el sodio, el fósforo, el
calcio y el magnesio. También contiene flúor e hierro.
La composición principal está constituida por el octileno, alfa-pineno, beta-pineno,
canfeno, beta-felantreno, metilhepteno, gamma-terpineno y limoneno.
Otros compuestos son derivados de los aldehídos C8,C9,C10 y laúrico, citronela,
alfa-terpineol, el componente químico más importante y característico es el citral y
el geraniol.
Por su composición son empleados como ingredientes de varios dulces
producidos comercialmente y en otro tipo de confituras. Son utilizados
extensamente en la industria farmacéutica, la industria del perfume y la cosmética,
también se aplican como fragancias en productos de limpieza.
De toda la producción de limón, sólo una parte es destinada a su consumo como
fruta fresca. Esa es la que llega a nosotros a través de la feria o del
supermercado. La otra gran parte es enviada a la industria. Allí se producen jugos
de varios tipos, y con el resto de la fruta se obtiene una variada gama de
subproductos.
De la fruta cosechada, aproximadamente el 40% se destina para consumo en
fresco y el 60% a la industria, Los principales estados productores de este citrico
son Colima, Michoacán, Oaxaca y Guerrero, localizados en las costas del Pacífico
Mexicano.
8
1.1.3 Aspectos taxonómicos
Los aspectos taxonómicos que aquí se muestran en la tabla 1. Hace referencia a
la clasificación de la planta, su especie así como sus diferentes clases que
abarcan. Esto es importante ya que en base a los siguientes datos podemos
obtener más información del tipo de sustancias que contiene.
Tabla 1. Aspectos taxonómicos.
Reino
Plantae
División
Magnoliophyta
Clase
Magnoliopsida
Subclase
Rosidae
Orden
Sapindales
Familia
Rutáceas
Genero
Citrus
Especie
Citrus limón
Fuente: www.infoagro.com/citricos/limon.htm
1.1.4 Nombres comunes
En México, al limón se le conoce por su variedad de diferentes formas como: limón
mexicano, limón persa, limón criollo o colima y tahiti.
9
1.1.5 Descripción botánica
El limón es el fruto en baya del limonero, árbol de hoja perenne y espinoso de la
familia de las rutáceas. Este árbol se desarrolla con éxito en los climas templados
y tropicales cultivándose actualmente en todo el mundo.
El árbol de limón es perennifolio de la familia de las rutáceas. Tiene hojas
dentadas, lanceoladas o elípticas, acabadas en punta. Presenta flores con pétalos
blancos interiormente y con los extremos rosados. La fruta de limón es un
hesperidio de hasta 12,5 cm, de corteza gruesa y de un amarillo fuerte cuando
está bien maduro. Cultivado por sus frutos y como árbol de jardín en zonas
cálidas.
Según su tamaño, los limones se pueden clasificar en: pequeños, medianos y
grandes; y por su color en verdes y amarillos. El que más se consume es el
amarillo y grande, que presenta una cáscara gruesa y un tanto rugosa, muy
aromática, y cuya pulpa tiene escasas semillas.
Este árbol puede alcanzar hasta 70 años. Durante las dos primeras décadas de su
vida crece muy rápidamente, hasta llegar a los 6 m. de altura.
Su tronco o tallo es corto, con ramas encorvadas hacia el suela; las ramas mas
nuevas tienen una orientación vertical, pero al crecer y sostener los frutos se
doblan gradualmente hacia abajo hasta ponerse horizontales. Muchas ramas caen
eventualmente al suelo si no han sido podadas.
Las ramas jóvenes en un mismo árbol pueden no ser espinosas o tener espinas
pequeñas gruesas de 7 mm de largo.
1.1.6 Distribución geográfica
El limón es muy utilizado en todas las regiones tropicales de nuestro país y es
principalmente utilizado para fin culinario y medicinal. El Limón Mexicano se cultiva
principalmente en seis estados y ocupa una superficie de 153,442.62 hectáreas,
con una producción promedio anual de 1.89 millones de toneladas. En la
producción anual exportable generalmente han participado tres estados con
volúmenes marginales (Veracruz, Michoacán y Colima).
10
El campo mexicano dedica sólo el 6.3% de la superficie agrícola a cultivos
susceptibles de exportación (horticultura, fruticultura y floricultura), de los cuales
destina más del 90% de su producción al consumo interno. Es importante destacar
que la producción de limón en México está prácticamente dividida por zona
geográfica, ya que el Limón Persa se produce principalmente en los estados
costeros del Golfo de México, mientras que el limón Mexicano (o limón Agrio) se
produce en los estados del litoral del Pacifico, tal como se observa en la Fig. 2
Limón mexicano
Limón persa
Fig. 2 Producción de limón.
Fuente: www.senasica.gob.mx
Si partimos de la distribución geográfica de las variedades entonces el ranking
para limón Mexicano estaría encabezado por Michoacán y Colima (Históricamente
los principales productores desde la década de los 90´s), en tercer y cuarto lugar
tendríamos al estado de Oaxaca y Guerrero. Considerando la información anterior,
Michoacán y Colima concentran el 70.5% de la producción nacional, mientras que
en conjunto Oaxaca y Guerrero concentran el 24.5%, prácticamente está la región
Occidente concentra tres cuartas partes de la producción nacional, mientras que la
11
región Sur concentra una cuarta parte. En el siguiente grafico puede observarse a
detalle la participación de cada estado en la producción de Limón Mexicano.
Fig. 3 Grafico de la produccion de limon.
Fuente: elaboracion propia a base de datos de SIAP-SAGARPA, febrero 2012.
El cultivo del limón en México ha alcanzado un importante desarrollo en los últimos
años; en las regiones de clima tropical y subtropical, se ha constituido en uno de
los sectores con mayor dinamismo. Las regiones productoras del Limón Mexicano
en México, se caracterizan por su diversidad agro ecológica como elemento
natural, de tal manera que por su ubicación geográfica se han conformado
regiones productoras con características afines, como pueden ser el caso de
Oaxaca y Guerrero, Michoacán y Colima, Jalisco y Nayarit.
1.2 Aceites esenciales.
Los aceites esenciales son fragancias naturales que se encuentran en ciertas
raices, maderas,resinas,hojas flores,frutas y bayas aromaticas. Son componentes
vegetables que debido a su consistencia son muy volatiles,su olor es intenso
aunque en algunas excepciones agradables. Son muy frecuentes en el reino
vegetal y son muy pocas las plantas que carecen de ellos por completo.
12
Los aceites esenciales son llamados tambien aceites eteros, esencias, aceites
aromaticos, y aceites volatiles, se obtienen generalmente por arrastre de vapor
debido a que estos dificilmete se disuelven en el agua o resultan incluso insolubles
en ella.
Las plantas medicinales que contienen aceites esenciales tienen en comun
propiedades
curativas
antinflamatorias,
expectorantes,
diureticas
antiespasmodicas y tonificantes sobre el estomago. Lo cual implica que las plantas
que contienen aceite esencial combaten los agentes patogenos, a las bacterias y a
los virus.
Se definen, según AFNOR (1998), como:
Productos obtenidos a partir de una materia prima vegetal, bien por arrastre con
vapor, bien por procedimientos mecánicos a partir del epicarpio de los Citrus, o
bien por destilación seca. El aceite esencial se separa posteriormente de la fase
acuosa por procedimientos físicos en los dos primeros modos de obtención; puede
sufrir tratamientos físicos que no originen cambios significativos en su
composición.
De acuerdo a su consistencias los aceites esenciales se clasifican en: esencias
fluidas, balsamos y oleorresinas.
 Las esencias fluidas son líquidos volátiles a temperatura ambiente (Fig. 4)
Fig. 4 Esencias fluidas
Fuente: http://organizacionmundial.com/esencias_florales.jpg
 Los bálsamos son de consistencia más espesa, son poco volátiles y
propensos a sufrir reacciones de polimerización (Fig. 5).
13
Fig. 5 Bálsamos
Fuente: www.boi-esencias.blogspot.com

Las oleorresinas tienen el aroma de las plantas en forma concentrada y son
típicamente líquidos muy viscosos o sustancias semisólidas.
Fig. 6 Oleorresinas
Fuente: www.essence.info.com
De acuerdo a su origen los aceites esenciales se clasifican como: naturales,
artificiales y sintéticos:
1. Los naturales se obtienen directamente de la planta y no sufren
modificaciones físicas ni químicas posteriores, debido a su
rendimiento tan bajo son muy costosos.
2. Los artificiales se obtienen a través de procesos de enriquecimiento
de la misma esencia con uno o varios de sus componentes, por
ejemplo, la mezcla de esencias de rosa, geranio y jazmín
enriquecida con linalol.
14
3. Los sintéticos como su nombre lo indica son los producidos por
procesos de síntesis química. Estos son más económicos y por lo
tanto son mucho más utilizados como aromatizantes y saborizantes.
Además de su aplicación a la terapéutica, los aceites esenciales presentan un
gran interés industrial, utilizándose en la industria refresquera, farmacéutica,
perfumería, alimenticia y en la cosmética.
1.2.1 Composición química de los aceites esenciales
Los aceites esenciales son las fracciones liquidas volátiles que contienen las
sustancias responsables del aroma de las plantas. Generalmente son mezclas
complejas de hasta más de 100 componentes.
Son líquidos a temperatura ambiente y por su volatilidad son extraíbles por
destilación en corriente de vapor de agua, aunque existen otros métodos. En
general son los responsables del olor de las plantas y frutos.
Los aceites esenciales se pueden clasificar en base a diferentes criterios como:
consistencia, origen y naturaleza química de los componentes mayoritarios.
a. Consistencia
De acuerdo con su consistencia los aceites esenciales se clasifican en:
- Esencias
- Bálsamos
- Resinas
 Las esencias fluidas: son líquidos volátiles a temperatura ambiente.
 Los bálsamos: son extractos naturales obtenidos de un arbusto o un árbol.
Se caracterizan por tener un alto contenido de ácido benzoico y cinámico,
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así como sus correspondientes ésteres. son de consistencia más espesa,
son poco volátiles y propensos a sufrir reacciones de polimerización, son
ejemplos el bálsamo de copaiba, el bálsamo del Perú, Benjuí, bálsamo de
Tolú, Estoraque, etc.
Dentro del grupo de las resinas podemos encontrar a su vez una serie de posibles
combinaciones o mezclas:
1. Resinas, son productos amorfos sólidos o semisólidos de naturaleza química
compleja. Pueden ser de origen fisiológico o fisiopatológico.
2. Oleorresinas, son mezclas homogéneas de resinas y aceites esenciales.
También se utiliza el término oleorresina para nombrar los extractos vegetales
obtenidos mediante el uso de solventes, los cuales deben estar virtualmente libres
de dichos solventes. Se utilizan extensamente para la sustitución de especias de
uso alimenticio y farmacéutico por sus ventajas (estabilidad y uniformidad química
y microbiológica, facilidad de incorporar al producto terminado). Éstos tienen el
aroma de las plantas en forma concentrada y son líquidos muy viscosos o
sustancias semisólidas.
3. Gomorresinas, son extractos naturales obtenidos de un árbol o planta. Están
compuestos por mezclas de gomas y resinas.
b. Origen. De acuerdo a su origen los aceites esenciales se clasifican como:
- Naturales
- Artificiales
- Sintéticos
 Los naturales. se obtienen directamente de la planta y no sufren
modificaciones físicas ni químicas posteriores, debido a su rendimiento tan
bajo son muy costosas.
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 Los artificiales. se obtienen a través de procesos de enriquecimiento de la
misma esencia con uno o varios de sus componentes.
 Los sintéticos. como su nombre lo indica son los producidos por la
combinación de sus componentes los cuales son la mayoría de las veces
producidos por procesos de síntesis química. Estos son más económicos y
por lo tanto son mucho más utilizados como aromatizantes y saborizantes
(esencias de vainilla, limón, fresa, etc.).
c. Naturaleza química
El contenido total en aceites esenciales de una planta es en general bajo (inferior
al 1%) por mediante extracción se obtiene en una forma muy concentrada que se
emplea en los diversos usos industriales. La mayoría de ellos, son mezclas muy
complejas de sustancias químicas. La proporción de estas sustancias varía de un
aceite a otro, y también durante las estaciones, a lo largo del día, bajo las
condiciones de cultivo y genéticamente.
1.2.2 Aceite esencial de limón
El principal producto derivado de la cascara del limón es el aceite esencial, el cual
tiene diferentes usos en las industrias como: la refresquera, farmacéutica,
cosméticos, alimentaria, y de limpieza de uso doméstico (como de jabones y
detergente). En la actualidad el aceite esencial de limón se ha convertido en un
producto de gran interés para su exportación, ya que un alto porcentaje de la
producción se destina a ello.
En la composición se ha logrado identificar más de 60 componentes, donde
destacan dos componentes un alcohol llamado geranial, del geranio de olor
(Pelargonium spp), y un aldehído son abundantes en los cítricos, responsables del
olor característico, principalmente los isómeros geranial (α citral) y neral (β citral)
juntos conocidos como citral.
17
El aceite esencial del limón se obtiene de la cascara del fruto limón. Este fruto
crece de manera silvestre y donde se puede notar que dos componentes tienen
mucho dominio como lo son: el geranial y el citral. De igual manera el limoneno se
encuentra en 90 % en todos los cítricos. Y el y-terpineno y r-cimeno están
presentes de manera constante en los aceites esenciales, pero estos en
cantidades menores a los del aldehído y el alcohol.
1.2.3 Propiedades del aceite esencial de limón
Es el aceite cítrico más ampliamente usado e históricamente es uno de los más
valorados. Hasta hace poco, tras la extracción del aceite, los restos del fruto
incluido el zumo se consideraban deshechos del procesado de obtención del
aceite. (Carter, 1993).
La estabilidad del aceite de limón durante el almacenaje y como agente
aromatizante en bebidas ácidas, se ha estudiado extensamente. El neral y el
geranial presentes en el aceite de limón se degradan a varios intermedios de dos
compuestos “off- flavour”: p-cimeno, y α-p-dimetilestireno. (Kimura et al., 1983,
Laencina et al., 1988).
El aceite esencial de limón posee propiedades antisépticas, antibacterianas y
antiinflamatorias. Su alto contenido posee propiedades antimicrobianas sobre
miembros de siete géneros bacterianos que poseen gran importancia clínica,
debido a su afinidad por causar infecciones en el ser humano. Estas bacterias son
Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis, Escherichia coli, Proteus vulgaris,
P. mirabilis, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, y Listeria
monocytogenes.
18
CAPITULO II
METODOLOGIA
2.1 Obtención de la materia prima
El proceso para la obtención de aceite esencial de limón (fig.7) se muestra cada
uno de los pasos que se llevaron a cabo para la extracción y caracterización del
aceite esencial de limón. Primeramente se seleccionó y se recolecto el limón que
es originario de Martínez de la torre (Fig.8).
Fig. 7 Diagrama de proceso de obtención del aceite esencial.
19
Fig. 8 Mapa de localización de la recolección de materia prima
Fuente: https://maps.google.com.mx/
Aquí se encuentra ubicada la exportadora y empacadora más importante de la
región la cual cuenta con un el fruto más fresco, de buen color, olor, textura y
tamaño.
2.2 Recolección de la materia prima
El primer paso para la extracción del aceite esencial de limón es la recolección de
la materia prima, determinando el lugar donde se encuentra el limón persa de
mejor calidad para su recolección y así poder llevar a cabo el proceso.
2.3 Recepción de la materia prima
El limón se recibe en cajas de campo (cajas de cartón o madera) y su almacenaje
no deben pasar más de 10 días dependiendo de su estado. Este fruto debe
recibirse fresco y maduro (Fig. 9).
Fig. 9 Recepción de la materia
20
2.4 selección de la materia
El limón se deposita en una tina donde se comienza a seleccionar el fruto más
fresco y maduro, y en otra se desecha el fruto que este en estado de
descomposición o putrefacción (Fig. 10).
Fig. 10 Selección del limón.
2.5 Lavado de la materia
El limón se deposita en una tina con agua en donde con cepillos comunes de
raíces o de cerdas de plástico, se dará una cepillada superficial al limón para que
este quede limpio sin restos de polvo (Fig.11).
Fig. 11 Lavado del limón.
21
2.6 Ralladura o pelado de la materia
Con un cuchillo de acero inoxidable se procede a quitarle la cascara al limón, de
manera que este que quede totalmente sin cascara y de color blanco (Fig.12 (a) y
12 (b)).
Fig.12 (a) Limón pelado.
Fig.12 (b) Cascara de limón.
2.7 Secado de la materia (cascaras)
El secado se emplea como método de conservación que consiste en extraer el
agua o reducir el coeficiente de humedad, lo que evita la proliferación de
microorganismos y la putrefacción. Les impide efectivamente a las bacterias y
microorganismos sobrevivir en él.
Se colocan las cáscaras de limón en una bandeja para hornear y se ponen en un
lugar cálido para que se sequen a 25°C. Dejarlas en la bandeja hasta que se
hayan secado completamente, oscureciéndose y endureciéndose en el proceso.
Este proceso de secado lleva de 5 a 7 horas, dependiendo de las condiciones en
las que has colocado las cáscaras de limón (Fig.13)
22
Fig. 13 Cascaras de limón seco.
2.8 Molienda de la materia (cascaras de limón)
Es una operación unitaria que reduce el volumen promedio de las partículas de
una
muestra
sólida.
Generalmente
se
habla
de
molienda
cuando
se
tratan partículas de tamaños inferiores a 1" (1" = 2.54 cm) siendo el grado de
desintegración mayor al de trituración.
La reducción se lleva a cabo dividiendo o fraccionando la muestra por medios
mecánicos utilizando una molienda donde la cascara seca se introduce a ser
molida de un tamaño de 1.00 mm pasándolo por un tamiz para tener el tamaño
que se desea (Fig.14).
Fig. 14 Cascara de limón molida.
23
METODO DE EXTRACCION
2.9 Equipo Soxhlet
El extractor Soxhlet o simplemente Soxhlet (en honor a su inventor Franz von
Soxhlet) es un tipo de material de vidrio utilizado para la extracción de
compuestos, generalmente de naturaleza lipídica, contenidos en un sólido, a
través de un solvente afín.
El condensador está provisto de una chaqueta de 100 mm de longitud, con
espigas para la entrada y salida del agua de enfriamiento. El extractor tiene una
capacidad, hasta la parte superior del sifón, de 10 mL; el diámetro interior del
extractor es de 20 mm y su longitud de 90 mm. El matraz es de 500 mL de
capacidad.
Está conformado por un cilindro de vidrio, vertical de aproximadamente un pie de
alto y una pulgada y media de diámetro. La columna está dividida en una cámara
superior y otra inferior. La superior o cámara de muestra sostiene un sólido o polvo
del cual se extraerán compuestos. La cámara de solvente, exactamente abajo,
contiene una reserva de solvente orgánico, éter o alcohol.
Dos tubos vacíos, o brazos corren a lo largo, a un lado de la columna para
conectar las dos cámaras. El brazo de vapor, corre en línea recta desde la parte
superior de la cámara del solvente a la parte superior de la cámara del sólido. El
otro brazo, para el retorno de solvente, describe dos U sobrepuestas, que llevan
desde la cámara de la muestra el solvente hasta la cámara de solvente. El soxhlet
funciona cíclicamente, para extraer las concentraciones necesarias de algún
determinado compuesto (Fig.15).
24
Fig. 15 Equipo soxhlet
Para la obtención del aceite esencial de limón se utilizó el equipo soxhlet. Para la
preparación de la muestra se utilizó un papel filtro donde se pesaron 35 g de
cascara de limón molida en una balanza granataria como se muestra (Fig.16).
Fig. 16 Peso de la cascara de limón molida.
25
La muestra debe estar totalmente sellada con el papel filtro para que a la hora de
meterla en el sifón y este cumpla con la función de los ciclos no haya ningún
problema de arrastrar sólidos en este caso cascara de limón molida (Fig.17).
Fig.17 Muestra de cascara de limón en el equipo soxhlet.
Para el funcionamiento del equipo se utilizó éter de petróleo como solvente, este
proceso se lleva acabo con una parrilla eléctrica a una temperatura de 60°C.
Cumpliendo para la extracción de aceite esencial de limón los 20 ciclos que se
necesitan para la obtención de aceite, cabe mencionar que cada ciclo tiene un
tiempo determinado de 15 a 20 minutos como se muestra (Fig.18).
Fig.18 Proceso de extracción de aceite esencial de limón.
26
Terminando el funcionamiento con el equipo soxhlet se obtiene una mezcla de éter
de petróleo con aceite esencial en sus dos moléculas y es preparado para la
destilación de vapor que se lleva a cabo en un equipo llamado rotavapor que se
utilizara para la eliminación eficiente y suave de disolventes en sustancias a través
de la evaporación.
La fig.19 Muestra el resultado del equipo soxhlet que es el mezclado de éter de
petróleo con aceite esencial.
Fig. 19 Mezcla de éter de petróleo con aceite esencial.
2.9.1 Rotavapor
Es un dispositivo que se utiliza para la eliminación eficiente y suave de disolventes
en sustancias a través de la evaporación.
Los principales componentes de un Rotavapor son:
1.
Una unidad de motor que hace girar el matraz de evaporación o el vial que
contiene la muestra del usuario.
2.
Un conducto de vapor que es el eje de rotación de la muestra, y es un
conducto de prueba de vacío para el vapor que se extrae de la muestra.
3.
Un sistema de vacío, para reducir sustancialmente la presión en el
evaporador.
27
4.
Una unidad de calefacción (baño maría) para calentar la muestra.
5.
Un condensador, ya sea un serpentín refrigerante, o un "dedo frío" en los
que se colocan las mezclas del refrigerante como hielo seco y acetona.
6.
Un frasco de recolección de condensado en la parte inferior del
condensador, para atrapar el disolvente destilado después de que se re-condensa.
7.
Un mecanismo motorizado o mecánico para levantar rápidamente el matraz
de evaporación del baño de calefacción.
El sistema de vacío utilizado en los rotavapores puede ser tan simple como un
aspirador de agua con una trampa, inmerso en un baño de agua fría (para
solventes no tóxicos), o tan complejo como una bomba de vacío mecánica
regulada con trampa refrigerada. El material de vidrio utilizado en la corriente de
vapor y el condensador puede ser simple o complejo, dependiendo de los
objetivos de la evaporación, y cualquier propensión a los compuestos disueltos
podría dar a la mezcla (por ejemplo, espuma o "bump"). Instrumentos comerciales
disponibles, incluyen las características básicas, y varias trampas son fabricadas
para insertarlas entre el matraz de evaporación y el conducto de vapor. Los
equipos modernos a menudo agregan características tales como control digital de
vacío, display digital de temperatura y velocidad de rotación, y la detección de la
temperatura del vapor.
El rotavapor es un aparato que sirve para quitar el solvente de una mezcla o de un
compuesto.
Es una variante de una destilación a presión reducida. Consiste en sujetar un
matraz en una boca. Una vez esto hecho, el aparato disminuirá la presión
ejerciendo un vacío sobre el contenido del matraz. Como es de esperarse, el
punto de ebullición de la mezcla disminuye mucho. A veces el punto de fusión
disminuye tanto que el disolvente hierve a temperatura ambiente.
El disolvente extraído es enviado por un conducto hacia un circuito donde se
enfriará. Muchos utilizan rotavapores antiguos donde éste conducto es un tubo en
espiral muy largo, y lo enfrían con agua helada. El solvente se condensará y
pasará a un colector donde se podrá recuperar.
28
Finalmente las fases quedan separadas: en el colector el disolvente y en el matraz
los compuestos sólidos que hubieran estado disueltos (Fig.20).
Fig.20 Funcionamiento del rotavapor.
Quedando como resultado en la separación eter de petróleo recuperado y 2 ml de
aceite esencial de limón como se muestra (Fig. 21).
Fig. 21 Aceite esencial obtenido.
29
2.10 Destilación 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.
La obtención de los aceites esenciales es realizada comúnmente por la tecnología
llamada de destilación por arrastre con vapor, en sus diferentes modalidades. La
pureza y el rendimiento del aceite esencial dependerán de la técnica que se utilice
para el aislamiento. En este otro método se montó todo un equipo de destilación
como se observa la Fig.22
Se utilizó un refrigerante recto, 3 mangueras, un
soporte universal, 1 pinza de tres dedos, un vaso de precipitado de 250 Ml y un
recipiente a presión, una vez que se terminó de montar el equipo se conecta las
mangueras al refrigerante para la recirculación de agua, y otra del recipiente a
presión al refrigerante para que la corriente de vapor fluyera por este cuando
alcanzara su punto de ebullición a 100°C con una presión de 35 kg/cm2 con el cual
se llegara a la condensación de la muestra al vaso de precipitado y así obtener el
arrastre de agua-aceite y separarlos.
Fig. 22 Equipo de extracción por arrastre con vapor.
30
Para la obtención de aceite esencial de limón en este equipo de destilación se
utilizó 18 kg de cascara de limón fresco con un 15% de agua en el recipiente a
presión y una temperatura constante de 100°C como máximo para mantener el
arrastre con una corriente no muy rápida al destilar.
La destilación de las cascaras de limón se realizó por 2 lapsos de tiempo cada uno
tuvo una duración de 5 horas para así poder obtener más aceite esencial.
En el término de la destilación se obtuvo un resultado de 28 ml de aceite esencial
de limón como se muestra (Fig.23).
Fig. 23 Aceite esencial de limón.
2.11 Cromatografía.
La cromatografía es una técnica que permite la separación de los componentes de
una mezcla debido a la influencia de dos efectos contrapuestos.
a) Retención. Efecto producido sobre los componentes de la mezcla por una fase
estacionaria, que puede ser un sólido o un líquido anclado a un soporte sólido.
b) Desplazamiento. Efecto ejercido sobre los componentes de la mezcla por una
fase móvil, que puede ser un líquido o un gas.
31
El objetivo principal de la cromatografía es conocer la técnica de separación de
mezclas de sustancias, sus características y los factores que en ella intervienen;
Estudiando la incidencia del coeficiente de reparto entre las fases móvil y la fase
estacionaria y analizar la influencia del solvente en la separación cromatografica.
La siguiente tabla muestra las diferentes fases móviles y fases estacionarias en
diferentes técnicas de cromatografía.
Tabla 2. Tipos de fases en las técnicas de cromatografía.
Técnica
Cromatografía de gases
Cromatografía liquida en
Fase móvil
Fase estacionaria
Gas
Solido o liquido
Liquido (polar)
Solido o liquido menos
fase inversa
Cromatografía liquida en
(polar)
Liquido (menos polar)
Solido o liquido (polar)
Liquido (polar)
Solido
Liquido
Solido
Liquido
Solido
fase normal
Cromatografía liquida de
Intercambio iónico
Cromatografía liquida de
absorción
Cromatografía de líquidos
supercríticos
Fuente: http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/M.cromatograficos_6700.pdf
Dependiendo de la interacción de las sustancias a separar con la fase estacionaria
se puede hacer la siguiente clasificación de técnicas cromatografías.
 De absorción.
 De reparto.
 De intercambio iónico.
 De permeabilidad.
 De afinidad.
32
2.12 Cromatografía de líquidos (HPLC)
En la cromatografía líquida, la fase móvil es un líquido que fluye a través de una
columna que contiene a la fase fija. La separación cromatográfica en HPLC es el
resultado de las interacciones específicas entre las moléculas de la muestra en
ambas fases, móvil y estacionaria
A diferencia de la cromatografía de gases, la cromatografía de líquidos de alto
rendimiento (HPLC, de high-performance liquid chromatography) no está limitada
por la volatilidad o la estabilidad térmica de la muestra.
La HPLC es capaz de separar macromoléculas y especies iónicas, productos
naturales lábiles, materiales poliméricos y una gran variedad de otros grupos poli
funcionales de alto peso molecular. Con una fase móvil líquida interactiva, otro
parámetro se encuentra disponible para la selectividad, en adición a una fase
estacionaria activa.
La HPLC ofrece una mayor variedad de fases estacionarias, lo que permite una
mayor gama de estas interacciones selectivas y más posibilidades para la
separación (Fig. 24).
33
Fig. 24 Cromatografía de líquidos (HPLC).
2.13 Procedimiento para un HPLC.
El proceso cromatográfico comienza inyectando inyectando el soluto sobre la tapa
de la columna. Se inyectaran 10 µL de la muestra en un cromatografo de liquidos
de alta resolución (hlpc). se operara a una velocidad de flujo de 1mL/ min, con un
voltaje de ionización a 70 eV.
La separación de componentes ocurre mientras que los analitos y la fase móvil se
bombean a través de la columna. El compuesto pasa por la columna
cromatografica a través de la fase estacionaria (normalmente, un cilindro con
pequeñas partículas redondeadas con ciertas características químicas en su
superficie) mediante el bombeo de liquido (fase móvil) a alta presión a través de la
columna.
La muestra a analizar es introducida en pequeñas cantidades y sus componentes
se retrasan diferencialmente dependiendo de las interacciones químicas o físicas
con la fase estacionaria a medida que adelantan por la columna(Fig.25).
34
Fig. 25 Bomba de inyección de la muestra.
El grado de retención de los componentes de la muestra depende de la naturaleza
del compuesto, de la composición de la fase estacionaria y de la fase móvil.
El tiempo que tarda un compuesto a ser eluido de la columna se denomina tiempo
de retención y se considera una prioridad identificativa característica de un
compuesto en una determinada fase móvil y estacionaria.
La utilización de presión en este tipo de cromatografías incrementan la velocidad
lineal de los compuestos dentro de la columna y reduce así su difusión dentro de
la columna mejorando la resolución de la cromatografía.
Eventualmente, cada componente se enjuaga de la columna como una banda
estrecha (ó pico) en el registrador. La detección de los componentes del enjuague
es importante, y este puede ser selectivo o universal, dependiendo del detector
usado.
La respuesta del detector a cada componente se visualizara en una pantalla del
registrador o del ordenador de carta y se conoce como cromatograma(Fig.26).
35
Fig. 26 Cromatograma del aceite esencial de limón.
2.14 Espectroscopia infrarroja por transformada de fourier
Tambien llamada espectroscopia espectroscopia de infrarrojos de transformacion
de fourier ( FTIR), es una tecnica utilizada para analizar el espectro de absorcion
de un liquido dado, solido o gas, permitiendo la identificacion de grupos
funcionales de materiales organicos y de determinadas estructuras de muestras
solidas y liquidas, en el rango espectral de 400 a 10 000 cm -1.
La ventaja de FTIR para espectroscopia estandar es la capacidad de recopilar
datos sobre un amplio espectro, mas que uno reducido. En otras tecnicas como
UV-visible se utilizan disolventes para los diferentes analitos, en espectroscopia
infrarroja esto es mas restringido debido a la absorbancia de los disolventes.
36
Los espectrometros de espectroscopia infrarroja convencionales se componen de
una fuente de luz infrarroja, componentes opticos ( espejos, lentes, divisores de
haz, etc.) construidos con materiales adecuados no absorbentes en el espectro
infrarrojo (tipicamente como KBr o NaCl) y un foto detector sensible a la luz
La fuente de luz es un filamento que se mantiene al rojo vivo mediante el paso de
corriente electrica.
La ventaja fundamental de la tecnica de un FTIR frente al IR convencional es la
rapidez de la adquisicion del espectro debido a que se evita tener que variar la
longitud de onda en el tiempo para medir cada espectro individual.
En FTIR se adquieren simultaneamente todos los componentes de frecuencia del
espectro , lo que permite acumular un gran numero de espectros en poco tiempo,
con la consiguiente mejora en la relacion señal/ ruido.
2.15 Procedimiento de operación de un FTIR.
Es el equipo utilizado para analizar el espectro de absorción de un líquido dado,
solido o gas. Dicho aparato está diseñado para determinar los componentes de los
compuestos orgánicos.
Para operar el equipo y determinar la espectroscopia infrarroja consiste en lo
siguiente:
1.- Encender la computadora que se esté usando para obtener los datos y también
el aparato FTIR.
2.- Limpiar el porta muestras con acetona. Esto se hace normalmente con klinex
ya que son toallitas delicadas y no rayaran el material.
37
3.- Encender e iniciar sesión en la aplicación de espectroscopia instalada en la
computadora.
4.- Establecer los parámetros de la prueba, normalmente se hace utilizando el
botón de configuración del instrumento. En este menú se introduce el nombre de
la muestra y el rango en que se va a escanear.
5.- Obtener la lectura en blanco del porta muestras. Esto se hace pulsando el
botón fondo o en blanco en la aplicación de espectroscopia.
Y finalmente se introduce la muestra en el por tamuestras y hacer clic en el botón
de inicio para así poder obtener el resultado del espectro (Fig.27).
Fig. 27 Equipo FTIR
38
2. 16 ANALISIS FISICO-QUIMICOS.
Basando la metodología con las normas involucradas en la determinación de
parámetros de calidad de los aceites esenciales: los resultados fueron los
siguientes:
Estado físico:
La muestra de aceite esencial de limón obtenido es líquido (Fig.28).
Fig. 28 Aceite esencial de limón.
color y olor:
De incoloro a amarillo pálido, teniendo un olor fresco, cítrico e intenso a limón
(Fig.29).
Fig. 29 Color del aceite esencial.
39
Densidad:
La densidad es una magnitud física que relaciona la cantidad de materia existente
en un espacio, en otras palabras, relaciona la masa de un objeto con el volumen
que ocupa. En el sistema internacional de medidas, la unidad utilizada para
cuantificar la densidad es kg/m3. La expresión matemática que define la densidad
es la siguiente:
Este parámetro es relativamente fácil de calcular para el caso de los aceites
esenciales y permite diferenciar un aceite esencial natural de uno sintético. Es
necesario tener en cuenta que la determinación de la densidad se hace a una
temperatura constante, preferiblemente a temperatura ambiente entre 20 y 25ºC.
Para obtener la densidad de un aceite esencial se requiere de un elemento de
laboratorio que permita determinar el volumen de un líquido, esto es cualquier
recipiente de vidrio que tenga demarcaciones de volumen, de igual manera se
requiere de un dispositivo que permita determinar la masa de un objeto, es decir
una balanza. Por cuestiones de precisión y exactitud, el elemento más
recomendado para realizar el cálculo del volumen es un picnómetro, se trata de un
recipiente o matraz de vidrio que puede contener una pequeña, pero exacta
cantidad de líquido. Existen picnómetros de diferentes volúmenes, pero
usualmente son menores a 50 mL. El picnómetro que aquí se utilizara es el de 25
mL. Para el cálculo de la masa se recomienda utilizar una balanza electrónica o de
precisión, que permita obtener el valor con una precisión de por lo menos 0.01g.
En la fig. Se muestra que la balanza analítica esta calibrada con 0.000 g esto
mostrara con exactitud la masa del picnómetro (Fig.30).
40
Fig. 30 Balanza analítica.
El procedimiento para calcular la densidad de un aceite esencial es el siguiente:
En primer lugar se requiere obtener el valor de la masa del picnómetro estando
vacío, para esto se debe pesar con la balanza analítica (Fig. 31 (a) y 31 (b)).
Fig. 31 (a) Picnómetro vacío.
Fig. 31 (b) Masa del picnómetro vacío.
Luego el picnómetro debe ser llenado en su totalidad con el aceite esencial, la
capacidad del picnómetro nos indicará el volumen del aceite. A continuación el
41
picnómetro lleno de aceite debe ser pesado de nuevo en la balanza (Fig. 32(a) y
32 (b)).
Fig. 32 (a) picnometro lleno.
Fig. 32 (b) masa del picnometro lleno.
Ahora para conocer el valor de la masa del aceite se deben restar los valores
obtenidos en la balanza, es decir la masa del picnómetro lleno de aceite menos la
masa del picnómetro estando vacío.
Masa= masa del picnómetro lleno – masa del picnómetro vacío.
Masa= 39.409 g – 17.932 g
Masa= 21.477 g.
Una vez se han obtenido los datos de masa y volumen se aplica la fórmula
expuesta:
𝑝=
21.477 𝑔
= 0.859 𝑔/𝑚𝐿
25 𝑚𝐿
Para el caso de los aceites es recomendable expresar la densidad en términos de
g/cm3. Es necesario tener en cuenta que los picnómetros generalmente expresan
42
el volumen en mililitros (mL), y un mililitro es equivalente a un cm3 por lo cual no
se requiere realizar una conversión.
Índice de refacción:
El índice de refracción de un líquido es una magnitud física que determina la
proporción del cambio de dirección de un rayo de luz al cambiar el medio en el que
se mueve, específicamente cuando entra en contacto con un líquido.
Para el caso de los aceites esenciales, el índice de refracción es un parámetro
propio de cada aceite esencial, y por lo tanto, si un aceite es mezclado con
diluyentes u otras sustancias, su índice de refracción cambia, por lo cual este es
un parámetro que sirve para determinar la pureza de un aceite esencial. El
procedimiento de cálculo puede realizarse mediante la utilización de un
refractómetro, que es un dispositivo electrónico que permite medir la velocidad de
propagación de la luz en un medio (Fig. 33).
Obteniendo como resultado una propagación de luz de 1,4700 entre 1,4800.
Fig. 33 Muestra del aceite esencial en el refractómetro.
Solubilidad :
Solubilidad es la cualidad de soluble (que se puede disolver). Se trata de
una medida de la capacidad de una cierta sustancia para disolverse en otra. La
sustancia que se disuelve se conoce como soluto, mientras que aquella en la cual
este se disuelve recibe el nombre de solvente o disolvente.
La concentración, por otra parte, hace referencia a la proporción existente entre la
cantidad de soluto y la cantidad de disolvente en una disolución.
43
La solubilidad del aceite esencial con agua:
Aquí se demuestra que el aceite esencial de limón es prácticamente insoluble en
agua (Fig. 34).
Fig. 34 Solubilidad en agua.
La solubilidad del aceite esencial con etanol:
Se demuestra que el aceite esencial de limón si es soluble con el etanol (Fig.35).
Fig. 35 Solubilidad con etanol.
44
La solubilidad del aceite esencial de limón con éter:
Se demuestra que el aceite esencial de limón si es soluble con el éter (Fig.36).
Fig. 36 Solubilidad con éter.
Punto de inflamación:
Tiene gran importancia el punto de inflamación en los aceites esenciales. Por eso
como contradicción el aceite esencial no debe exponerse a 42°C porque produce
reacciones y manchas en la piel.
Punto de ebullición:
Aceites esenciales con puntos de ebullición de hasta 300 ºC, evaporaran a
temperaturas cercanas al punto de ebullición del agua. El vapor arrastra DLimoneno, a pesar de que este tenga un punto de ebullición más alto que el agua
105°C.
45
CAPITULO III
RESULTADOS
Con los dos métodos de extracción se obtuvieron 30 mL de aceite esencial de
limón de color amarillo claro con un olor cítrico, intenso y fresco con un aspecto
ligero, al cual se le realizó la caracterización físico-química dando los siguientes
resultados que se muestran en la tabla 3
Tabla. 3 Características fisicoquímicas de la muestra esencial de limón.
ESTADO FISICO
LIQUIDO
COLOR
AMARILLO CLARO
OLOR
FRESCO, CITRICO E INTENSO.
DENSIDAD
0.859 g/mL
INDICE DE REFACCIÓN
1,4700-1,4800
SOLUBILIDAD EN:
AGUA
PRÁCTICAMENTE INSOLUBLE
ETANOL
SOLUBLE
ETER
SOLUBLE
PUNTO DE INFLAMACIÓN
42 °C
PUNTO DE EBULLICIÓN
105 °C
46
En la tabla.3 Los análisis fisicoquímicos se realizaron en el laboratorio B de
fisicoquímica de la facultad de ciencias químicas de la universidad veracruzana.
Obteniendo muy buenos resultados del aceite esencial de limón
ya que en
comparación con la norma están dentro de los establecido
Caracterización química de metabolitos secundarios utilizando el método de
cromatografía de líquidos de alta definición.
Los análisis para la identificación de los componentes orgánicos del aceite
esencial de limón se realizó una cromatografía de líquidos arrojando como
resultado un cromatograma, con un tiempo de operación de (fig.) que se muestra
a continuación. Estos análisis se llevaron a cabo en el instituto politécnico
nacional, Centro de Nanociencias y Micro y Nanotecnologías del IPN
Laboratorio de Espectrometría de Masas (Fig.37).
Fig. 37 Cromatograma de aceite esencial de limón.
Fuente: Laboratorio de nanotecnología 2014.
47
En el cromatograma HPLC se muestra la respuesta espectral del aceite esencial
de limón, observando que
además de los terpenos mayoritarios como el
limoneno, beta pineno y gama pineno, se encuentra con mayor intensidad los
aldehídos neral y geranial seguidos de los monoterpenos limoneno, beta pineno y
gama pineno y finalmente en menor proporción respectivamente se encuentran los
alcoholes neral-acetato, geranil acetato, citronelal y linalol.
Caracterización química de metabolitos secundarios utilizando el método de
espectroscopia de infrarrojo de transformada de Fourier.
Se realizó la caracterización por el método de espectroscopia infrarrojo obteniendo
los siguientes resultados que se muestran (Fig.38).
0.18
0.16
0.14
0.12
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
Fig. 38 Espectro infrarrojo de aceite esencial de limón.
48
Se observa el espectro infrarrojo del aceite esencial de limón
laboratorio en el cual
obtenido en el
aparecen bandas características del limoneno y sus
derivados en comparación con el estándar. Se observan compuestos –CH3 en
región de 1375cm-1 característicos de enlaces sencillos en un rango de longitud
de onda menor a 1600 cm-1. . Así como enlaces dobles en la región de 1600 a
2000 cm-1; además se aprecian las bandas de compuestos aromáticos cuando las
están en rangos desde los 1500 a los 1650 cm-1 . Se identifica la presencia de
aldehídos por conjugación de dobles enlaces c-c o aromáticos pertenecientes a la
región hasta 1700 cm-1 (neral y geranial) encontrándose
estos
en mayor
intensidad en comparación del limoneno en región de 1600 cm-1.
49
CONCLUSION
Mediante la técnica de análisis de cromatografía de líquidos (HPLC) y la
espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) fue posible la
identificación de los compuestos orgánicos presentes en el aceite esencial de
limón, lo que quiere decir que la extracción del aceite esencial cumple con los
parámetros estándar dando como resultado un aceite esencial de limón puro.
Por lo tanto utilizando la espectroscopia infrarroja (FTIR) es una manera
alternativa de identificar compuestos más detalladamente tanto cualitativamente
como cuantitativamente mostrando las principales zonas del espectro que denotan
la aparición de los grupos funcionales. Con ella se puede identificar cualquier
muestra. Su sensibilidad permite identificar trazas de contaminantes, lo que hace
una herramienta muy útil en el control de calidad.
La cromatografía liquida (HPLC) y la espectroscopia infrarroja (FTIR) hasta el
momento continúan siendo una de las técnica de análisis mas importantes para la
identificación de diversos compuestos orgánicos.
Se demostró que la cascara de limón fresca conserva sus propiedades
organolépticas, aun cuando se pasa por el proceso de lavado. Y en base a las
normas de control de calidad se obtuvo un aceite de limón esencial puro.
50
RECOMENDACIONES
1.- Se sugiere obtener aceite esencial de limón de diferentes especies como el
limón criollo o colima, para determinar si varía su composición y el rendimiento del
aceite esencial.
2.- Realizar una evaluación antibacteriana del aceite esencial de limón para saber
si tiene actividad antimicrobiana en algunas bacterias.
51
ANEXO
La legislación que regula la calidad de los aceites esenciales está determinada por
cada país. Usualmente estas normativas son muy similares entre todos los
aceites, sin embargo en el momento en que se determina el uso de los aceites
esenciales la normativa cambia, debido a las implicaciones que tiene en cada
campo de aplicación, ya sea farmacéutico, cosmético o alimenticio.
La validación, el control y la vigilancia de todos los productos de este tipo la hace
las normas internacionales de la ISO, también tienen inferencia en el tema de los
aceites esenciales.
ISO 212:2007 Aceites esenciales – Muestreo.
ISO 280:1998 Aceites esenciales - Determinación del índice de refracción.
ISO 875:1999 Aceites esenciales - Evaluación de miscibilidad en etanol.
NORMA IRAM 2004: 1996 Análisis Sensorial - Método de investigación de la
sensibilidad del gusto.
52
BIBLIOGRAFIA
1.-ACEITES
ESENCIALES
(2013).
(Disponible
en:
http:farmacia.udea.edu.com/ff/esencias.pdf).
2.- ESPECTROSCOPIA INFRARROJA (2013)
(Disponible en: http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/antonioc/IR).
3.- LIMON: PROPIEDADES Y BENEFICIOS, 2013.
(Disponible en: www.botanical-online.com/limon.htm)
4.- www.tdx.cat/bitstream/10803/11059/1/Albaladejo.pdf
5.- MANUAL DE OPERACIÓN DE UN FTIR,(2012).
(Disponible en:http://www.uptc.es/-minaeees/espectroscopiainfrarroja.pdf).
6.- TECNICA HPLC, 2013.
(Disponible en: http://www.tecnica-hplc).
7.- Daniéle Ryman (1995). Enciclopedia de plantas aromáticas y aceites
esenciales. 1ª. Edición. Kairós, S.A. pp 143.
8.-http:/herbotecnia.com.ar/poscosecha-esencias.html
9.- https://www.ventos.com/index.php
10.- https://portal.veracruz.gob.mx
11.- http://www.veracruz.gob.mx/agropecuario/noticia/en-veracruz-la-empacadorade-limon-persa-mas-importante-de-mexico-exporta-a-europa-asia-y-eu/
53
12.- International Organization for Standardization. (2013). Catálogo de Normas.
Consultado
el
12
de
Marzo
de
2013,
en
http://www.iso.org/iso/home/store/catalogue_tc/catalogue_tc_browse.htm?com
mid=48956.
54