Aceites Esenciales de Zingiber Officinale: extracción por pulsos de vapor en cascada
Zingiber Officinale Essential Oils: cascade steam pulse extraction
DOI:
https://doi.org/10.55873/rba.v2i2.230Palabras clave:
Aceites esenciales, cascada, hidrodestilación, jengibreResumen
La extracción de aceites esenciales mediante hidrodestilación y destilación en corriente de vapor, muestran una baja cinética, degradación térmica e hidrolítica de algunos compuestos insaturados y ésteres, y reducido rendimiento, siendo necesarios el desarrollo de alternativas más eficientes, como la destilación por pulsos de vapor en cascada. El objetivo del estudio es determinar las condiciones operativas óptimas para maximizar el rendimiento en aceite esencial extraído de los rizomas de Zingiber officinale. Se utilizó el diseño de superficie respuesta del tipo compuesto central y la función de deseabilidad, considerando a X1: número de pulsos de vapor (20 a 60 pulsos/ciclo), X2: tiempo de extracción (10 a 75 min) y X3: presión de vapor (0,5 a 2,5 bar) como variables independientes y la respuesta el rendimiento en aceite esencial extraída en base seca. El rendimiento máximo fue de 2,76 ± 0,021 g de aceite esencial en base seca, superior en 2,4 veces a la Hidrodestilación, siendo las condiciones operativas 44,7 pulsos, 38,8 min y 1,8 bares a una deseabilidad de 0,856. La Destilación por pulsos de vapor en cascada, resultó ser una alternativa muy eficiente en la extracción de aceites esenciales de los rizomas de Zingiber officinale. Siendo este un proceso amigable con el medio ambiente, operación a condiciones no extremas, con reducido consumo energético y de fácil operación.
Citas
Ahmad, T., Masoodi, F. A., A. Rather, S., Wani, S. M., & Gull, A. (2019). Supercritical Fluid Extraction: A Review. Journal of Biological and chemical Chronicles, 5(1), 114-122. https://doi.org/10.33980/jbcc.2019.v05i01.019
Al-Dhahli, A. S., Al-Hassani, F. A., Mohammed, K., Mohamed, H., Al Lawati, W. M., Najmul Hejaz Azmi, S., & Alam Khan, S. (2020). Essential oil from the rhizomes of the Saudi and Chinese Zingiber officinale cultivars: Comparison of chemical composition, antibacterial and molecular docking studies. Journal of King Saud University - Science, 32(8), 3343-3350. https://doi.org/10.1016/j.jksus.2020.09.020
AL-Jabri, N. N., & Hossain, M. A. (2018). Chemical composition and antimicrobial potency of locally grown lemon essential oil against selected bacterial strains. Journal of King Saud University - Science, 30(1), 14-20. https://doi.org/10.1016/j.jksus.2016.08.008
Albado, E., Saez, G., & Grabiel, S. (2001). Composición química y actividad antibacteriana del aceite esencial del Origanum vulgare (orégano). Revista Medica Herediana, 12(1).
Allaf, T., Tomao, V., Ruiz, K., & Chemat, F. (2013). Tecnología de caída de presión controlada instantánea y extracción asistida por ultrasonido para la extracción secuencial de aceites esenciales y antioxidantes. Ultrasonidos Sonoquímica, 20(1), 239-246.
Barotto, A. J. (2021). Extracción Verde de Aceites Esenciales. Investigación Joven, 8(2), 36-41.
Bermúdez-Vásquez, M. J., Granados-Chinchilla, F., & Molina, A. (2019). Composición química y actividad antimicrobiana del aceite esencial de Psidium guajava y Cymbopogon citratus. Agronomía Mesoamericana, 30(1), 147-163. https://doi.org/10.15517/am.v30i1.33758
Besombes, C., Berka-Zougali, B., & Allaf, K. (2010). Instant controlled pressure drop extraction of lavandin essential oils: Fundamentals and experimental studies. Journal of Chromatography A, 1217(44), 6807-6815. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2010.08.050
Bruneton, J. (1993). Farmacognosia: Fitoquímica plantas edicinales (2da ed.). Acribia.
Casado, I. (2018). Optimización de la extracción de aceites esenciales por destilación en corriente de vapor. [Tesis de pregrado, Universidad Politecnica de Madrid].
Castillo, B. N. (2018). Efecto in Vitro antibacteriano del Aceite esencial y estracto etanólico de Jengibre (Zingiber Officinale) frente al Streptococcus Mutans. [Tesis de posgrado, Universidad Autónoma los Andes].
Cordova, C., Guillén, J., & Tuesta, T. (2020). Extracción por microondas libre de solvente del aceite esencial de naranja (Citrus sinensis), y el efecto de las condiciones de proceso en su rendimiento, composición y actividad antimicrobiana. Revista chilena de nutrición, 47(6), 965-974. https://doi.org/10.4067/S0717-75182020000600965
Ezez, D., & Tefera, M. (2021). Effects of Solvents on Total Phenolic Content and Antioxidant Activity of Ginger Extracts. Journal of Chemistry, 2021, 1-5. https://doi.org/10.1155/2021/6635199
Geankoplis, C. J. (1998). Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias (era). Cecsa.
Gilron, J., Song, L., & Sirkar, K. K. (2007). Design for Cascade of Crossflow Direct Contact Membrane Distillation. Industrial & Engineering Chemistry Research, 46(8), 2324-2334. https://doi.org/10.1021/ie060999k
Golmakani, M. T., Farahmand, M., Ghassemi, A., & Eskandari, M. H. (2017). Enriquecimiento de isómeros de citral en diferentes extracciones asistidas por microondas de aceite esencial de hojas frescas y secas de hierbaluisa (Aloysia citridora). Revista de Procesamiento y Conservación de Alimentos, 41(6).
Guenter, E. (1948). The Essential Oils - Vol 1: History - Origin in Plants - Production - Analysis. Lancaster.
Guillen, M. J. (2022). Aplicación del Ultrasonido en la Extracción por Hidrodestilación y Microondas de Aceite Esencial de Cascara de Limón(Citrus aurantifolia). [Tesis de pregrado, Universidad Nacional Agraria la Molina.
Jorge-Montalvo, P., Vílchez-Perales, C., & Visitación-Figueroa, L. (2020). Pharmacological properties of ginger (Zingiber officinale) for the prevention and treatment of COVID-19. Agroindustrial Science, 10(3), 329-338. https://doi.org/10.17268/agroind.sci.2020.03.16
Kristiawan, M., Sobolik, V., Al-Haddad, M., & Allaf, K. (2008). Effect of pressure-drop rate on the isolation of cananga oil using instantaneous controlled pressure-drop process. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 47(1), 66-75. https://doi.org/10.1016/j.cep.2007.08.011
Leyva, M. A., Ferrada, P. J., Martínez, J. R., & Stashenko, E. E. (2007). Rendimiento y composición química del aceite esencial de zingiber officinale en función del diámetro de partícula. Scientia Et Technica, 1(33).
Limache, E. (2017). Influencia de la temperatura y tiempo de secado en la extracción del aceite esencial de jengibre (zingiber officinale) variedad amarillo jamaiquino ecotipo de Junín. [Tesis de pregrado, Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann].
Martínez-Abad, A., Ramos, M., Hamzaoui, M., Kohnen, S., Jiménez, A., & Garrigós, M. C. (2020). Optimisation of Sequential Microwave-Assisted Extraction of Essential Oil and Pigment from Lemon Peels Waste. Foods, 9(10), 1493. https://doi.org/10.3390/foods9101493
Masango, P. (2005). Cleaner production of essential oils by steam distillation. Journal of Cleaner Production, 13(8), 833-839. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2004.02.039
McCandless, F. P. (2002). Distillation Cascades Based on Differential Vaporization and Differential Condensation Stages. I. Two-Stage DCDV Cascades. Separation Science and Technology, 37(12), 2913-2938. https://doi.org/10.1081/SS-120005473
Montgomery, D. C. (2004). Diseño y Análisis de Experimentos. LIMUSA WILEY.
Palomino, R. A. (2016). Aislamiento de aceites esenciales con flujo pulsante de Vapor. [Tesis de posgrado, Universidad Nacional Mayor de San Marco].
Phat, D. T., Quyen, N. T. C., Minh, P. T. H., & Huyen, L. V. (2020). Modeling the kinetics of essential oil hydrodistillation from Vietnamese ginger (Zingiber officinale). IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 991(1), 012108. https://doi.org/10.1088/1757-899X/991/1/012108
Ramón, C., & Gil-Garzón, M. A. (2021). Efecto de los parámetros de operación de la extracción asistida por ultrasonido en la obtención de polifenoles de uva: una revisión. TecnoLógicas, 24(51), e1822. https://doi.org/10.22430/22565337.1822
Reyes-Najar, A., Castro-Vargas, H. I Rodríguez-Varela, L. I Quijano-Celis, C. E., & Parada-Alfonso, F. (2011). Obtención de Extractos de Jengibre (Zingiber officinale ) empleando CO2 Supercrítico. Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, 35(136).
Ringuelet, J., & Viña, S. (2013). Productos Naturales Vegetales. Edulp.
Sangwan, N. S., Farooqi, A. H., Shabith, F., & Sangwan, R. S. (2001). Regulatiun of Essential oil Production in Plants. Plant Growth Regulation, 34, 3-21.
Souza, E. T. de, Siqueira, L. M., Almeida, R. N., Lucas, A. M., Silva, C. G. F. da, Cassel, E., & Vargas, R. M. F. (2020). Comparison of Different Extraction Techniques of Zingiber officinale Essential Oil. Brazilian Archives of Biology and Technology, 63. https://doi.org/10.1590/1678-4324-2020190213
Tellez-Monzón, L. A., & Nolazco-Cama, D. M. (2017). Estudio de la composición química del aceite esencial de orégano (Origanum vulgare spp.) de Tacna. Ingeniería Industrial, 35(035), 195. https://doi.org/10.26439/ing.ind2017.n035.1801
Tongnuanchan, P., & Benjakul, S. (2014). Essential Oils: Extraction, Bioactivities, and Their Uses for Food Preservation. Journal of Food Science, 79(7). https://doi.org/10.1111/1750-3841.12492
Vásquez, O., Alva, A., & Marreros, J. (2001). Extracción y Caracterización del Aceite Esencial de Jengibre (Zingiber officinale). Revista Amazónica de Investigación Alimentaria, 1(1).
Young, H.-Y., Luo, Y.-L., Cheng, H.-Y., Hsieh, W.-C., Liao, J.-C., & Peng, W.-H. (2005). Analgesic and anti-inflammatory activities of [6]-gingerol. Journal of Ethnopharmacology, 96(1-2), 207-210. https://doi.org/10.1016/j.jep.2004.09.009
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2023 Ali Epifanio Díaz Cama , Marleni Vilma Bautista Espinosa , Patricia Quispe Barrantes , Jesús Manuel Flores Arizaca
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
