Pectinas y Gomas

U N I V E R S I D A D N A C I O N A L D E L S A N TA Fa c u l t a d d e I n g e n i e r í a E. A . P I n g e n i e r í a A g r o i n d u s t r i a l

“Universidad Nacional del Santa”

E.A.P:

Ingeniería Agroindustrial

Curso:

Tecnología de Frutas y

Hortalizas

Tema:

Pectina, Gomas y Aceites

Docente:

Ing. Darwin Castillo Benites

Integrantes:  Azorza Richarte Mayra  Contreras Prado Elizabét  Purisaca Salinas Johanna Paola

Ciclo:

VIII

2014

Tecnología de Frutas y Hortalizas – Complejo Agroindustrial “Beta” Página 1


PECTINAS, GOMAS Y ACEITES ESCENCIALES I.

PECTINAS 1. INTRODUCCION GENERAL: Las mermeladas y derivados de frutas en los que intervienen las pectinas se han elaborado desde hace siglos. En 1825, el químico francés Henri Braconnot aisló las pectinas por primera vez, reconociendo su papel en esos productos. La producción comercial de pectinas comenzó en 1908 en Alemania, a partir de los restos de la fabricación de zumo de manzana. En la actualidad, es el insumo más importante utilizado para estabilizar, espesar, corregir la consistencia, de geles y la viscosidad de los productos agroindustriales. Este compuesto se encuentra en casi toda las plantas, formando parte de su estructura, y es a partir de este que se obtiene industrialmente. Las pectinas son uno de los principales constituyentes de la pared celular de los vegetales y forman parte importante de los componentes característicos de los frutos cítricos. Estas macromoléculas son polisacáridos altamente hidrofílicos que pueden absorber agua cien y hasta quinientas veces su propio peso. La estructura básica la forman moléculas de ácido D-galacturónico unidas por enlaces glicosídicos B-1-4, que constituyen el ácido poligalacturónico. Las pectinas son de gran interés para la industria de alimentos ya que se utilizan ampliamente como aditivos por sus propiedades espesantes y gelificantes en productos tales como gelatinas, mermeladas y conservas vegetales. Actualmente se obtienen de los restos de la extracción zumo de manzana y, sobre todo, de los de la industria los zumos de cítricos. La pectina de manzana suele ser un color algo más oscuro, debido a las reacciones

de de de de



pardeamiento enzimático. La pectina se extrae con agua caliente acidificada, precipitándo la de la disolución con etanol o con una sal de aluminio.

2. FUNDAMENTO TEORICO: 2.1 Historia Fue descubierta por Vauquelin quién encontró una sustancia soluble de los zumos de fruta y luego fue caracterizada por el químico francés Bracannot en 1825, y recibió el nombre de pectina, derivado del griego “solificado, cuajado”, a causa de su facilidad de gelatinizarse. Las extensas investigaciones realizadas en los cien años siguientes esclarecieron las propiedades de las sustancias pépticas, pero poco hicieron para aclarar su naturaleza química. En 1916, Ehlich y Suárez dieron a conocer el aislamiento del ácido D - galacturónico que en forma de polímero es el integrante principal de todas las pectinas. 2.2 Definición de pectina La pectina es un producto purificado de carbohidratos obtenido por la extracción acuosa de las plantas; principalmente en los frutos comestibles normalmente frutas cítricas o manzanas. Todas las plantas verdes terrestres contienen sustancias pectínicas que en combinación con la celulosa, son las responsables de las propiedades estructurales de frutas y vegetales. La pectina, formada principalmente por ácidos galacturónicos y unidades de ésteres metílicos del ácido galacturónico (cadenas lineales polisacáridos) normalmente se clasifican según su grado de esterificación. En la maduración de las frutas ocurre el rompimiento de la pectina en azucares y ácidos, en consecuencia la cantidad y calidad de esta depende entre otras cosas de la edad y de la maduración de la fruta. El ablandamiento de algunos frutos durante la maduración se debe en parte a las Tecnología de Frutas y Hortalizas – Complejo Agroindustrial “Beta” Página 3


enzimas pectinolíticas: poligalacturonasa.

pectinmetilesterasa

y

2.3. Composición química de la pectina 2.4. 2.5.

Los constituyentes principales de la pectina son: arabinosa, xilosa, ramnosa y galactosa. Estos están formados por una mezcla de mínimo tres polisacáridos de bajo peso molecular. Estructuralmente se componen principalmente por de ácido galacturónico unidos en enlace α 1-4. La función ácida está más o menos esterificada, con metanol. Las moléculas de ramnosa (metilpentosa) se intercalan en la cadena poligalacturónica por enlaces α 1-2 y α 1-4 produciendo una irregularidad en la estructura de la cadena. Esta lleva igualmente, ramificaciones laterales más o menos largas (arabanas, galactarias) unidas al nivel de las funciones del alcohol secundario. 2.6. Clasificación De acuerdo a los cambios y transformaciones químicas debido a la maduración de las frutas. - Protopectina: descubierta por Fremy en 1840, es la forma nativa de la pectina. Es un polímero insoluble en agua que se encuentra en las primeras etapas de formación y maduración de los tejidos vegetales. Están constituidos por azúcares parcialmente metilados, en particular por Tecnología de Frutas y Hortalizas – Complejo Agroindustrial “Beta” Página 4


unidades de anhidro galacturónico enlazadas unas con otras. Se encuentra contenida de forma desconocida en los tejidos vegetales. - Pectina: cuando las sustancias pécticas se tornan solubles se les conoce como pectina. A medida que avanza la maduración del fruto, la protopectina se convierte en pectina y ácidos pectínicos por la acción de una enzima llamada pectinmetilesterasa la cual va solubilizándola. - Ácidos pectínicos: es un ácido poligalacturónico coloidal con un contenido de metoxilos menor al 4% que forman geles con azúcares y ácidos. Forman sales tales como el pectinato de sodio. - Ácido péctico: es un polímero de alto peso molecular con unidades de ácido galacturónico, no contiene grupos metoxilos, por lo cual todos los grupos carboxilo presentes se encuentran libres. - Pectinatos: son sales de pectina. - Pectatos: sales de ácido pectínico. De acuerdo al grado de esterificación:  Pectinas de alto metoxilo (HM): Posee en su molécula algunas unidades de ácido galacturónico esterificadas por encima del 50% y se presentan como el éster metílico del ácido galacturónico. Esta pectina es soluble en agua, ya que tiene casi todos los grupos carboxílicos esterificados con metanol (metoxilados), por esto recibe el nombre de pectina de alto metoxilo. Las pectinas (HM) requieren una cantidad mínima de sólidos solubles y un pH dentro de una gama estrecha alrededor de 3.0 para poder formar geles.

Las pectinas de alto grado de esterificación se clasifican en: a) De rápida gelificación: poseen un grado de metoxilación por lo menos el 70%. La fuerza de los geles formados depende del peso molecular y no está influida por el grado de metoxilación, Tecnología de Frutas y Hortalizas – Complejo Agroindustrial “Beta” Página 5


cuanto más alto sea el peso molecular mayor es la fuerza del gel. b) De lenta gelificación: Posee un grado de metoxilación del 50 al 70%, la cantidad de ácido requerido es casi proporcional al número de carboxilos libres.

 Pectinas de bajo metoxilo convencional (LMC): posee un grado de metoxilación por debajo del 50%, forman gel en presencia de iones calcio y otros cationes polivalentes. La cantidad de pectina que se necesita para la formación de estos geles disminuye con el grado de metoxilación. La fuerza de los geles ligados por iones depende de su grado de metoxilación y se ve muy afectada por el peso molecular de las pectinas.

La pectina de bajo grado de esterificación se clasifica según su reactividad con iones calcio en: a) Pectina rápida: Posee alta reactividad con iones calcio, contiene un grado de esterificación aproximadamente del 30% y un grado de amidación del 20%. b) Pectina rápida media: Posee una reactividad media con iones calcio, contiene un grado de esterificación aproximadamente del 32% y un grado de amidación del 18%. c) Pectina lenta: Posee una reactividad media con iones calcio, contiene un grado de esterificación aproximadamente del 35% y un grado de amidación del 15%.



 Pectinas de bajo metoxilo amidada (LMA): Pueden tener por encima del 25% de grupos amidados en su estructura y esto cambia las características de temperatura y textura. En este tipo de pectina algunos de los grupos restantes de ácido galacturónico han sido transformados en amida. Las propiedades útiles pueden variar con la proporción de unidades éster y amida y con el grado de polimerización. 

De acuerdo a la composición química de la cadena polimérica: - Galacturonanos: Polímeros de ácido galacturónico. Ramogalacturanos: Polímeros mixtos de ácido galacturónico y ramnosa, son los principales constituyentes de las sustancias pécticas. - Arabinogalactanos: Polímeros mixtos de arabinosa y galactosa. - Arabinanos: Polímeros de arabinosa.19 De acuerdo al proceso de extracción de las pectinas: • Pectinas solubles en agua. • Pectinas quelato – solubles: Extraídas con soluciones quelantes de calcio. 2.7. NORMAS TÉCNICAS Los fabricantes de mermeladas, jaleas, y jugos naturales deben exigir para la utilización de las pectinas, que estas cumplan con las especificaciones aceptadas internacionalmente por el Código Químico Alimenticio además debe tenerse en cuenta la norma ICONTEC 1582 del Instituto Colombiano de Normas Técnicas sobre industrias alimentarías, emulsificantes, estabilizantes y espesantes. Tecnología de Frutas y Hortalizas – Complejo Agroindustrial “Beta” Página 7


2.8. PROPIEDADES FÍSICO – QUÍMICAS DE LA PECTINA Las pectinas son estandarizadas por los fabricantes para asegurar que los usuarios siempre consigan la misma fuerza de gel en sus productos y en el mismo punto del proceso de producción, siempre fue la pectina se use bajo las mismas condiciones constantes. El aspecto físico que deben presentar las pectinas es: Forma: polvo grueso o fino Color: blanco o de color amarillento crema. Sabor: mucilaginoso Olor: casi inodoro Solubilidad: casi completamente soluble en agua; forma una solución viscosa, opalescente coloidal que fluye rápidamente. Es prácticamente insoluble en alcohol y en otros solventes orgánicos.

3. PROPIEDADES: La pectina es un polisacárido de ácido poligalacturónico, es un componente que enlaza la pared celular de frutas y verduras.

La pectina está considerada como un tipo de fibra, y es que su función es idéntica a la de ésta, ya que no aporta ningún nutriente a nuestro cuerpo, pero se encarga de eliminar los residuos y toxinas que se encuentran en nuestro organismo.

La pectina tiene un papel importante en la eliminación del colesterol nocivo que se encuentra en nuestro organismo.

Es un hidrato de carbono que no absorbe el intestino, y como ya hemos visto, es soluble en agua y forma un gel que además de aumentar el volumen de las heces, atrapa Tecnología de Frutas y Hortalizas – Complejo Agroindustrial “Beta” Página 8


otras sustancias a nivel intestinal retrasando la absorción de algunos nutrientes.

La pectina tiene la propiedad de espesar, gelificar y estabilizar alimentos y bebidas. Es soluble en agua, con el calor, se deprende de las paredes celulares y se disuelve en las moléculas de agua. En ese momento no se pueden volver a unir, ya que las moléculas de pectina se repelen.

La pectina es utilizada por los humanos como agente gelificante para hacer más cohesivos a los alimentos.

Su uso más común es en mermeladas y gelatinas. Debido a la forma en que se empasta con agua y grasas, también ayuda a limpiar el tracto digestivo.

4. VALOR NUTRICIONAL:



5. USOS Y APLICACIONES: Tradicionalmente, la pectina es usada como agente en un gran número de productos a base de fruta, como mermeladas, confituras, caramelos masticables, preparados de fruta para yogurt, postres, rellenos en base fruta y cremas para productos de horno. La pectina es también utilizada para mejorar la consistencia y la estabilidad de las pulpas en bebidas en base a jugos y actúa como estabilizante de las proteínas en ambiente ácido (por ejemplo en productos que contengan leche y jugo de fruta). Además la pectina reduce el fenómeno de sinéresis en mermeladas y confituras y aumenta la dureza del gel en mermeladas de contenido calórico reducido. El dosaje típico de la pectina en los productos alimenticios está entre el 0,5 y el 1,0%. La pectina se usa tabién en el sector farmacéutico y cosmético.

II.

GOMAS



1. INTRODUCCION GENERAL: Las gomas o hidrocoloides que se utilizan en la industria alimentaria son en su mayoría (con la notable excepción de la gelatina) polisacáridos que tienen capacidad de modificar y controlar las propiedades fisicoquímicas y funcionales de los alimentos. Esta capacidad se debe primordialmente a la influencia que estos polímeros tienen sobre las características reológicas y coloidales de los alimentos que los contienen ya sea en forma nativa (en tejidos vegetales o animales) o adicionados en la formulación. En ambos casos ejercen control directamente sobre la fase acuosa y afectan a la estabilidad de los diversos componentes presentes en solución o dispersión, a los cuales ligan, complejan, emulsifican, floculan o suspenden. El espectro de utilización de las gomas en la industria alimentaria es muy amplio: se incluyen comúnmente en la formulación de helados, productos de confitería, jugos de frutas, cerveza, vino, mayonesa, quesos, mermeladas, aderezos, embutidos, productos dietéticos, etc. En cada caso, las gomas desempeñan un papel característico, sobre las propiedades funcionales del producto. La industria de los hidrocoloides se avoca a la explotación y aprovechamiento de los recursos naturales de origen mari no o terrestre, que incluyen algas, microorganismos, desechos industriales (por ejemplo: cáscara y esqueleto de crustáceos para extraer quitina), semillas y exudados de plantas. Para la obtención de gomas o polisacáridos de alto valor agregado, la industria se apoya en tecnologías muy diversas; éstas incluyen desde operaciones intermedias, como el maricultivo de algas productoras de ficocoloides (por ejemplo: agar, carragenados o alginatos), hasta la biotecnología de punta como en la fermentación liquida de Xantomonas campestris para la recuperación de goma de xantana. Las empresas multinacionales dedicadas a esta industria, poseen plantas y concesiones multimillonarias en todo el mundo. Tecnología de Frutas y Hortalizas – Complejo Agroindustrial “Beta” Página 11


2. FUNDAMENTO TEORICO: 2.1. Definición Las gomas son polisacáridos de alto peso molecular que tienen la capacidad de actuar como espesantes y gelificantes y que además presentan algunas propiedades funcionales tales como las de emulsificación, estabilización, etc. Las gomas vegetales utilizadas en las emulsiones alimenticias son altamente hidrofilitos con propiedades aniónicas o no aniónicas. Las gomas aniónicas comprenden pectinas, alginatos, Santana, tragacanto, agar, carragen y arábiga. Las no aniónicas son: aguara, algarrobo, carboximetilcelulosa, hidroxipopilcelulosa y metilcelulosa. También las gomas pueden dividirse en naturales, semisintéticas y sintéticas.

2.2. Funciones de las gomas en los alimentos            

Función (Aplicación) Inhibidor de la cristalización (Heados) Emulsificante (Aderezos, bebidas) Encapsulante (Sabores, vitaminas microencapsuladas) Formador de películas (Productos cárnicos y confitería) Agente floculante o clarificante (Vino, cerveza) Estabilizador de espumas (Cerveza, cremas) Agente gelificante (Postres) Estabilizador (Cerveza, bebidas) Agente espesante (Salsas, mermeladas) Texturizante y ligante (Postres) Fijador



2.3. Tipos de gomas: GOMA ARABIGA. Se obtiene al remover la corteza de árboles como Acacia Senegal. Es un heteropolisacarido muy ramificado formado por una cadena principal de unidades de B-galactopiranosas a la cual se le unen residuos de L-ramnopiranosas, de Larabinofuranosas y de acido glucuronico; su peso molecular varía entre 250 000 y un millón. En estado natural es una molécula compacta. Dos de sus características principales son su alta solubilidad en agua (hasta 50%) y baja viscosidad que desarrolla. En los últimos años su utilización ha tendido a la producción de productos bajos en calorías: margarinas, helados, dulces, cereales ricos en fibra, barras energéticas, etc.

GOMA GUAR Se obtiene del endospermo de la semilla de Cyamopsis tetragonolobus. Carece de grupos ionizables, lo cual la hace prácticamente inalterable a los cambio de pH, ya que es estable en el intervalo 1-10.5, pero su máxima capacidad de hidratación se alcanza a pH de 7.5-9.0. La adición de altas concentraciones de sales multivalentes provoca que se produzcan geles. Al hidratarse en agua fría forma dispersiones coloidales viscosas con características tixotrópicas. Su aplicación se da en aderezos, salsas, productos elaborados a partir del jitomate y en productos lácteos y bebidas de frutas. GOMA TRAGACANTO Está constituida por dos fracciones: una soluble en agua llamada tragacantita y otra insoluble, la basorina. La adición de ácidos, álcalis o NaCl reduce la viscosidad y sus geles son susceptibles de ataque microbiano. Es un emulsificante bifuncional, produce textura cremosa, es pseudoplastica, forma películas, da cuerpo, es adhesiva, forma suspensiones, y es espesante. Las aplicaciones comerciales de esta goma se dan en emulsiones y toppings para panificación y Tecnología de Frutas y Hortalizas – Complejo Agroindustrial “Beta” Página 13


repostería, salsas, aderezos, helados, nieves, paletas heladas, jarabes saborizantes, confitería, productos farmacéuticos, cosméticos, emulsiones y suspensiones, quesos untables, malteadas, entre otros.

GOMA DE ALGARROBO Heteropolisacarido extraído del endospermo de las semillas del árbol cerotonia siliqua de las familias de las leguminosas. Su estructura química corresponde a una galactomana formada por una cadena de moléculas de D-manosas unidas (1,4), a la cual se le unen varias ramas de D-galactosas a través de enlaces (1,6) cada 4 o 5 manosas. Se dispersa en agua fría o caliente formando un sol que puede convertirse en gel por la adición de borato de sodio (esta son soluciones no son comestibles); las soluciones son estables a pH 3 a 10. Se aplica en postres congelados, productos lacteos fermentados, queso crema, sopas, salchichas, alimentos para bebe, alimentos para mascotas, productos para repostería, rellenos de pastel etc. GOMA GATTI Es un heteropolisacarido formado por: L-arabinosa, D-galactosa, D-manosa, D-xilosa y ácido D-glucurónico en una relación 10:6:2:1:2; tiene un peso molecular de 12 000. Sus dispersiones son estables en un intervalo de pH de 3.5 a 10 y se puede emplear como sustituto de la goma arábiga. Posee un alta habilidad de hidratación en agua fría, produce viscosidad moderada, y es un buen emulsificante. Sus aplicaciones son como emulsificante en bebidas y mantequillas y como fijador de saborizantes. GOMA KARAYA Contiene moléculas de L-ramnosa, D-galactosa y acido galacturónico parcialmente acetiladas. Tiene un peso molecular entre 300,000 y 1,000,000; es una de las gomas menos solubles en agua y produce soluciones muy viscosas que pueden desarrollar olor a vinagre por la liberación de acido acético. En algunos casos se utiliza como sustituto de la goma tragacanto. Se emplea poco en la industria cárnica, en la elaboración de merengues, como estabilizante en productos lácteos, aderezos, Tecnología de Frutas y Hortalizas – Complejo Agroindustrial “Beta” Página 14


crema

para

batir

y

postres

congelados.

GOMA XANTANO Heteropolisacarido ramificado sintetizado por diferentes especies de bacterias, principalmente X. campestris, formado por residuos de D-glucosa, D-manosa y acido D-glucuronico, también contiene grupos acetilo y acido pirúvico; su peso molecular es alrededor de 3,000,000. Es soluble en agua fría o caliente y forma soluciones muy viscosas estables en un rango de pH de 19. Su aplicación se recomienda en la producción de artículos cocinados, aderezos, salsas, productos elaborados a base de jitomate, bebidas, productos lácteos, y fruta procesada. AGAR Extracto obtenido con agua caliente a pH ligeramente acido de algas rojas. Es un heteropolisacarido formado por moléculas de B-D galactosa, 3,6-anhidro-a-L-galactosa, con 5 a 10% de esteres sulfato y algo de acido D-glucuronico. Sus geles son muy resistentes mecánicamente y estables al calor. Su aplicación en la industria de aliementos se da principalemente n la confitería, en la elaboración de productos tipo gomita, y en productos bajos en calorías, en la industria cárnica, en productos de repostería, congelados, glaseados, productos lácteos y enlatados. ALGINATO Se extrae de las algas café de las Feoficeae donde es el componente estructural de las paredes celulares como sales de sodio, calcio o potacio. Su estructura química corresponde a un primero lineal de moléculas de acido B(1,4)-D-manosiloronico y acido a-(1,4)-L-gulosironico. La relación de concentraciones de estos azucares varia con la fuente botánica y con el grado de madurez de la planta; esto influye a su vez en la viscosidad que Tecnología de Frutas y Hortalizas – Complejo Agroindustrial “Beta” Página 15


se logra con sus soluciones. Las sales de calcio de amonio producen soluciones viscosa estables en un intervalo de pH de 5 a 10; debido a su naturaleza iónica, estos polímeros se ven afectados por la presencia de sales y por pH inferiores a 5. Su aplicación se da en productos de panificación, rellenos, helados, bebidas, aderezos, confitería, salsas, emulsiones, pudines, jarabes, purés, fruta congelada, alimentos dietéticos, mezclas secas, betún, productos cárnicos, fruta procesada, y como agente de volumen.

CARRAGENINAS Su formulación química consiste en unidades de D-galactosa unidas por enlaces glucosidicos α(1,3) y β(1,4) alternadamente; se diferencias entre ellas por la concentración de los azucares anhidros 3,6 anhidro- D-galactosa que contengan. Sus pesos moleculares varían entre 100,000 y 1,000,000 (en la planta marina, su forma natural) y 100,000 que es la carragenina comercial más usada en la elaboración de alimentos.

3. PROPIEDADES Aunque no contribuyen al aroma, sabor o poder nutritivo de los alimentos, pueden incidir en su aceptabilidad mejorando su textura o consistencia, son también utilizados en la industria farmacéutica, papelera y textil, mejorando las propiedades de los diferentes productos elaborados. Otras propiedades apreciadas en los hidrocoloides son su acción coagulante, lubricante y formadora de películas, aun encontrándose a muy bajas concentraciones.

REOLOGIA EN HIDROCOLOIDES El estudio reológico es importante en hidrocoloides, esto es realizado en soluciones al 1%- porque su comportamiento reo lógico está relacionado con sus propiedades organolépticas. La propiedad reológica básica que caracteriza y distingue a los diferentes tipos de fluidos es la viscosidad y también está Tecnología de Frutas y Hortalizas – Complejo Agroindustrial “Beta” Página 16


relacionada con la propiedad organoléptica denominada "SLIMINESS" (textura o sensación en la boca) la que se clasifica en tres categorías "slimy", "slightly slimy", y "nonslimy". Otras propiedades relacionadas con la viscosidad son la plasticidad, suavidad, pegajosidad, tamaño de partícula, densidad y temperatura. Algunas gomas son utilizadas como fijadores de aromas, agente de hinchamiento de carnes procesadas, así como para emulsionar aceites esenciales y saborizantes en la fabricación de bebidas gaseosas.

Otras aplicaciones se muestran en la siguiente tabla:

4. VALOR NUTRICIONAL DE ALGUNAS GOMAS: Tecnología de Frutas y Hortalizas – Complejo Agroindustrial “Beta” Página 17


5. USOS Y APLICACIONES: Un importante grupo de aditivos son los “hidrocoloides” también conocidos como gomas y estabilizantes. Estos ingredientes pueden ser ampliamente utilizados en la industria de alimentos, pero en este espacio nos referiremos exclusivamente a su uso en productos lácteos. Como su nombre lo dice “hidrocoloide” se refiere a un coloide que tiene afinidad por el agua, como ejemplos tenemos pectinas, gomas, almidones y algunas proteínas como la gelatina.



III.

ACEITES ESENCIALES 1. INTRODUCCION GENERAL: Los aceites esenciales han estado en el mundo por siglos y siglos, pero hoy en día se han vuelto más relevantes que nunca. Muchos se han dado cuenta que pueden ser usados para sanar y para ayudar al bienestar físico y emocional del cuerpo. Lo que sucede es que estos aceites no sólo huelen delicioso sino que, en efecto, curan a un nivel celular. Los aceites esenciales son líquidos volátiles destilados de plantas y partes como semillas, flores, frutas, tallos, troncos, raíces y hojas. Una tanda de aceite esencial puro puede tomar cientos de kilos de flores y hojas. Sus usos van desde achaques menores como una cortada hasta enfermedades mayores como el cáncer. Normalmente 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 que dan el aroma característico a algunas flores, árboles, frutos semillas, corteza de los vegetales y a ciertos extractos de origen animal (almizcle, civeta, ámbar gris). Por ejemplo: el aceite de naranja, de un fruto. Son intensamente aromáticos, no grasos (por lo que no se enrancian), volátiles (se evaporan rápidamente) y livianos (poco


U N I V E R S I D A D N A C I O N A L D E L S A N TA Fa c u l t a d d e I n g e n i e r í a E. A . P I n g e n i e r í a A g r o i n d u s t r i a l densos). Son insolubles en agua, levemente solubles en vinagre, y solubles en alcohol, grasas, ceras y aceites vegetales. Se oxidan por exposición al aire. El principal método de aplicación de los aceites esenciales es a través de una dilución en agua caliente, para que así el vapor del agua mezclado con las esencias se absorban por medio del aparato respiratorio. 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.

Los antisépticos, son sustancias antimicrobianas que se aplican a un tejido vivo o sobre la piel para reducir la posibilidad de infección, sepsis o putrefacción.

2. FUNDAMENTO TEORICO: 2.1.

Definición

Los aceites esenciales son compuestos formados por varias substancias orgánicas volátiles, que pueden ser alcoholes, acetonas, cetonas, éteres, aldehídos, y que se producen y almacenan en los canales secretores de las plantas. Normalmente 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.

2.2.

Estructura química


U N I V E R S I D A D N A C I O N A L D E L S A N TA Fa c u l t a d d e I n g e n i e r í a E. A . P I n g e n i e r í a A g r o i n d u s t r i a l Están formados principalmente por terpenoides volátiles formados por unidades de isopreno unidas en estructuras de 10 carbonos (monoterpenoides) y 15 carbonos (sesquiterpenoides). Las sustancias responsables del olor suelen poseer en su estructura química grupos funcionales característicos: aldehídos, cetonas, ésteres, etc.

2.3. Clasificación Los aceites esenciales se pueden clasificar en base a diferentes criterios: 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, 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. Por ejemplo, la colofonia, obtenida por separación de la oleorresina trementina. Contiene ácido abiético y derivados. 2. Oleorresinas, son mezclas homogéneas de resinas y aceites esenciales. Por ejemplo, la trementina, obtenida por incisión en los troncos de diversas especies de Pinus. Contiene resina (colofonia) y Tecnología de Frutas y Hortalizas – Complejo Agroindustrial “Beta” Página 21

U N I V E R S I D A D N A C I O N A L D E L S A N TA Fa c u l t a d d e I n g e n i e r í a E. A . P I n g e n i e r í a A g r o i n d u s t r i a l aceite esencial (esencia de trementina) que se separa por destilación por arrastre de vapor. 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 (oleorresina de pimentón, pimienta negra, clavo, etc.). 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. 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, o la esencia de anís enriquecida con anetol.

Los aceites esenciales 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%) pero 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 Tecnología de Frutas y Hortalizas – Complejo Agroindustrial “Beta” Página 22

U N I V E R S I D A D N A C I O N A L D E L S A N TA Fa c u l t a d d e I n g e n i e r í a E. A . P I n g e n i e r í a A g r o i n d u s t r i a l 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. El término quimiotipo alude a la variación en la composición del aceite esencial, incluso dentro de la misma especie. Un quimiotipo es una entidad químicamente distinta, que se diferencia en los metabolitos secundarios. Existen pequeñas variaciones (ambientales, geográficas, genéticas, etc.) que producen poco o ningún efecto a nivel morfológico que sin embargo producen grandes cambios a nivel de fenotipo químico. 2.4. Características físicas de los aceites esenciales     



Los aceites esenciales son volátiles y son líquidos a temperatura ambiente. Recién destilados son incoloros o ligeramente amarillos. Su densidad es inferior a la del agua (la esencia de sasafrás o de clavo constituyen excepciones). Casi siempre dotados de poder rotatorio, tienen un índice de refracción elevado. Son solubles en alcoholes y en disolventes orgánicos habituales, como éter o cloroformo, y alcohol de alta gradación. Son liposolubles y muy poco solubles en agua, pero son arrastrables por el vapor de agua.

2.5. Características (Terpenpides)

químicas

de

los

aceites

esenciales

Los componentes de los aceites se clasifican en terpenoides y no terpenoides. a. No terpenoides. En este grupo tenemos sustancias alifáticas de cadena corta, sustancias aromáticas, sustancias con azufre y sustancias nitrogenadas. No son tan importantes como los terpenoides en cuanto a sus usos y aplicaciones. b. Terpenoides. Son los más importantes en cuanto a propiedades y comercialmente.


U N I V E R S I D A D N A C I O N A L D E L S A N TA Fa c u l t a d d e I n g e n i e r í a E. A . P I n g e n i e r í a A g r o i n d u s t r i a l Los terpenos derivan, como hemos visto en el Tema 10, de unidades de isopreno (C5) unidas en cadena. Los terpenos son una clase de sustancia química que se halla en los aceites esenciales, resinas y otras sustancias aromáticas de muchas plantas, como los pinos y muchoscítricos. Principalmente encontramos en los aceites monoterpenos (C10), aunque también son comunes los sesquiterpenos (C15) y los diterpenos (C20). Pueden ser alifáticos, cíclicos o aromáticos. Según los grupos funcionales que tengan pueden ser: • Alcoholes (mentol, bisabolol) y fenoles (timol, carvacrol) • Aldehídos (geranial, citral) y cetonas (alcanfor, thuyona) • Ésteres (acetato de bornilo, acetato de linalilo, salicilato de metilo, compuesto antiinflamatorio parecido a la aspirina). • Éteres (1,8 – cineol) y peróxidos (ascaridol) • Hidrocarburos (limoneno, α y β pineno) 2.6. Métodos de obtención a. Destilación por arrastre de vapor. Las plantas se colocan sobre un fondo perforado o criba ubicado a cierta distancia del fondo de un tanque llamado alambique. La parte más baja de esta contiene agua hasta una altura algo menor que el nivel de la criba. El calentamiento se produce con vapor saturado que se provee de una fuente de calor que compone el equipo, fluye mojado y a presión baja, penetrando a través del material vegetal. Los componentes se volatilizan, y condensan en un refrigerante, siendo recogidos en un vaso florentino, donde se separa el agua del aceite por diferencia de densidad.

b. Expresión del pericarpio. Una bandeja con pinchos, en cuya parte inferior hay un canal para recoger el aceite esencial. Se emplea para cítricos sobre todo. c. Disolución en grasa (enfleurage). Los aceites son solubles en grasas y alcoholes de alto %. Sobre una capa de vidrio se coloca una fina película de grasa y sobre ella los pétalos de flores extendidas. La esencia pasa a la grasa, así hasta saturación de la grasa. Posteriormente con alcohol de 70º, se extrae el aceite esencial. Se emplea para Tecnología de Frutas y Hortalizas – Complejo Agroindustrial “Beta” Página 24

U N I V E R S I D A D N A C I O N A L D E L S A N TA Fa c u l t a d d e I n g e n i e r í a E. A . P I n g e n i e r í a A g r o i n d u s t r i a l flores con bajo contenido en esencias pero muy preciadas (azahar, rosa, violeta, jazmín). d. Extracción con disolventes orgánicos. Que penetran en la materia vegetal y disuelven las sustancias, que son evaporadas y concentradas a baja temperatura. Después, se elimina el disolvente, obteniendo la fracción deseada. La selección del disolvente pretende que sea capaz de disolver rápidamente todos los principios y la menor cantidad de materia inerte, que tenga un punto de ebullición bajo y uniforme que permita eliminarlo rápidamente, pero evitando pérdidas por evaporación, químicamente inerte, para no reaccionar con los componentes de los aceites, no inflamable y barato. Este disolvente ideal no existe, y los más empleados son el éter de petróleo, con punto de ebullición de 30 a 70 ºC, que se evapora fácilmente y es inflamable, benceno, que disuelve también ceras y pigmentos, y alcohol, que es soluble en agua. Se emplea cuando hay componentes de peso molecular elevado que no son lo suficientemente volátiles. e. Extracción con gases en condiciones supercríticas. Se emplean gases, principalmente CO2, a presión y temperatura superiores a su punto crítico. En esas condiciones se obtienen buenos rendimientos y se evitan alteraciones de los componentes de la esencia. La infraestructura necesaria es cara, pero tiene sus ventajas, como la fácil y rápida eliminación del gas extractor por descompresión, la ausencia de residuos de disolventes y que los gases no resultan caros.

3. PROPIEDADES DE ACEITES ESCENCIALES: Bergamota: Antidepresivo. Propiedades antisépticas. Ideal para el cuidado de pieles grasas y manchadas. En preparaciones de crema se aplica para el tratamiento de eczemas, psoriasis y acné. Es sumamente efectivo en baños de inmersión y rociado en la habitación o ambiente de trabajo. Canela: Estimulante, antiséptico, excelente para la prevención de gripes y resfríos. Tecnología de Frutas y Hortalizas – Complejo Agroindustrial “Beta” Página 25


Cedro: Calmante, armonizante, tónico respiratorio. Se usa como complemento para el tratamiento de caída del cabello y caspa. Beneficioso para el cuidado de pieles grasas y manchadas. Ciprés: Antiséptico, antiespasmódico, diurético, antirreumático. útil para el tratamiento del asma, bronquitis, tos convulsa y enfisema. Eucaliptus: Potente antiséptico y descongestionante. Utilizar en el hornillo donde ay enfermos. Enebro: Desintoxicante. Restaura el equilibrio psíquico. Ideal para baños y masajes para la celulitis. Propiedades diuréticas. Geranio: Equilibrante mental, físico y emocional. Ayuda a regular las funciones hormonales. Es diurético y astringente. Masajear en las zonas con celulitis. Incienso: Calmante. Ayuda a la meditación. A nivel piel se incluye en cremas rejuvenecedoras. Previene las estrías. Jazmín: Relajante. Ideal para el cuidado de la piel, en especial las pieles secas. Propiedades sensuales. Lavanda: Es un limpiador. Liberador de tensiones, reparador excelente para los músculos cansados, cicatrizante, ideal para quemaduras. Limón: Purificante. Refrescante. Estimulante del sistema linfático. Astringente. Antiácido, antiséptico. Es ideal para dar un toque fresco a las composiciones de fórmulas aromaterapéuticas. Manzanilla: Relajante, efectos calmantes sobre la mente y el cuerpo. Se aplica para dolores e inflamaciones y para los estados de enojo y humor colérico. Ideal para proteger pieles secas. Reparador del sueño. Melisa: Calmante. Su aroma es suave y exquisito. Ideal para proteger la piel del frío. Menta: Estimulante, refrescante. Excelente para despejar la cabeza. Despierta, alivia el síndrome del viajero. Naranja: Angustia, depresión, insomnio. Patchouli: Calma y levanta el espíritu. Para acompañar los procesos de aprendizaje. Permite la liberación de fluidos en casos de edema, obesidad y retención de líquidos. Romero: Tonifica y levanta. Tónico estimulante a nivel cardíaco, hepático y biliar. Se usa para el cabello agregando unas gotas en el champú.

Rosa: Propiedades femeninas. Calmante. Tonificante. Excelente para pieles secas, maduras o envejecidas. Propiedades sensuales. Tecnología de Frutas y Hortalizas – Complejo Agroindustrial “Beta” Página 26


Salvia: Calmante, relajante, antidepresivo, para todo tipo de stress y tensión. Es útil en el tratamiento del asma, infecciones de la garganta y cuidado de la piel. Agregar unas gotas en el enjuague después del champú para cabellos grasos y caspa. Sándalo: Relajante, armonizador, ayuda a la meditación. Excelente para pieles secas. Tea Tree: (árbol de té) Potente antiséptico. Excelente para el tratamiento de todas las afecciones de la piel por sus propiedades antisépticas, antivirales, antimicóticas, antiinflamatorias y cicatrizantes. Tomillo: Preventivo de infecciones en general, reforzando el sistema inmunológico. Purificador pulmonar, estimulante de la circulación sanguínea. Ylang-Ylang: Es un aceite exótico, con características sensuales y afrodisíacas. Excelente para el cuidado de la piel. Calma, relaja. Para dar un toque floral a las fórmulas en las que participa.

4. BENEFICIOS DE ACEITES ESCENCIALES: Además de hidratar y nutrir en superficie, quizá lo más importante de estas esencias vivas son sus virtudes relajantes, tonificantes o descongestivas, captadas al instante por el olfato y que constituyen toda una ciencia curativa: la aromaterapia. El potencial de los aceites esenciales tiene una correspondencia directa con la fitoterapia y las propiedades de las plantas medicinales.  Contrarrestar el insomnio  Reducir el stress  Disminuir la ansiedad  Aliviar el dolor  Quitar la depresión  Aumentar las defensas inmunológicas  Corregir problemas estomacales crónicos  Otros padecimientos mas Tecnología de Frutas y Hortalizas – Complejo Agroindustrial “Beta” Página 27


 Se pueden utilizar para higienizar una habitación, ropa o artículos personales de la persona enferma  Evitar contagios:  Despejar las vías respiratorias

Aumentar las defensas del organismo:  Fluidificar las secreciones  Mejorar el sistema inmune  Calmar la tos  Dolor de garganta

5. USOS Y APLICACIONES: El uso principal de los aceites esenciales es en perfumería. Los fenoles y terpenos de los aceites esenciales, los fabrican las plantas para defenderse de los animales herbívoros. Actúan como mensajeros químicos. Los aceites esenciales se mezclan con los naturales de la piel reforzando la nota de fondo... motivo por el cual cada piel le confiere a un mismo perfume un aroma particular y diferente. El clima también influye: en el más cálido o húmedo se evaporan con más facilidad las notas altas, por lo que se acentúan las de fondo, motivo por el cual las fragancias nos parecen más intensas en verano. En contacto con la epidermis, los perfumes, sufren alteraciones a los 30 minutos siguientes (nota alta) y otra al cabo de algunas horas (las notas media y baja).



También ha sido tradicionalmente utilizados en botánica sistemática para establecer parentescos entre plantas, al principio en forma indirecta (utilizando el olor como carácter), luego en su forma química. También se les está utilizando como conservadores para alimentos, especialmente cárnicos. Por sus propiedades insecticidas y acaricidas que poseen algunos aceites, se los produce con fines de controlar algunas plagas de manera ecológica. Otro uso es en la terapia alternativa denominada aromaterapia. Por ejemplo, el aceite de lavanda se usa para las heridas y quemaduras, y el aceite de jazmín se utiliza como relajante.


Pectinas y Gomas

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