Los extractos aromáticos han sido utilizados desde tiempos inmemoriales en las industrias de fragancias, farmacéutica y cosmética. En la industria de alimentos también han sido ampliamente utilizados, ya que forman parte de los saborizantes, que se consideran aditivos alimentarios.
Los extractos aromáticos son obtenidos principalmente a partir de fuentes vegetales. Dependiendo de la variedad vegetal, los aromas se encuentran en brotes, flores, hojas, fruto, semillas, raíces y corteza. Los extractos más usados y conocidos son los aceites esenciales. Otros extractos usados en la industria de alimentos son las oleorresinas o concretos, y también, aunque en menor proporción están los absolutos y resinoides.
La composición química de los extractos aromáticos varía según el tipo de fuente vegetal y el origen del mismo. Lo más característico es que contengan terpenos, principalmente monoterpenos (diez átomos de carbonos) y sesquiterpenos (quince). También es común que contengan aldehídos lineales desde el C6-C12, alcoholes lineales y fenoles. En general, al investigar la composición de los aceites se encuentran reflejadas todas las familias de funciones orgánicas; compuestos heterocíclicos, aminas, cetonas, ésteres, imidas, pirazinas, etc. La característica organoléptica que define a los aceites, puede adjudicarse a un solo compuesto químico, o bien, a una serie de ellos. Algunos ejemplos son; el aceite esencial de Limón, cuyo aroma está comandado por el Citral, el aceite esencial de Clavo de olor, cuyo compuesto característico es el Eugenol y los extractos de Canela, que contienen alta proporción de Aldehído Cinámico.
Diversos métodos son utilizados para extraer los aceites esenciales, aunque los clásicos como las destilaciones siguen siendo los más usados. En general, podemos mencionar tres tipos: Los métodos por destilación, los de exprimido (extracción por compresión mediante prensas), y los de extracción con solventes.
Destilación: Es el más popular, básicamente por su diversidad, limpieza y bajo costo. El material vegetal es puesto en un recipiente al que se aplica calor. Los compuestos aromáticos contenidos en el vegetal pasan a estado gaseoso y se separan del material. Los compuestos aromáticos son arrastrados a una segunda zona, donde mediante aplicación de frío son condensados y vueltos a estado líquido. La principal desventaja de este método es el uso de calor, por lo que se hace inaplicable para materiales termolábiles. Entre los métodos por destilación se encuentran:
Hidrodestilación: El material vegetal se sumerge en agua y se lleva a ebullición. En general, materiales vegetales con un alto contenido de esteres no toleran bien este método, ya que la exposición prolongada a agua caliente hace que dichos compuestos se degraden a alcoholes y ácidos carboxílicos.
Arrastre con vapor: El material se expone a una corriente de vapor, lo que libera y arrastra el aceite esencial del mismo. La presión a la que se genera el vapor y el flujo inyectado permiten una mayor velocidad en la extracción, y previene así daños en el aceite obtenido.
Combinada (hidrodestilación-vapor). En este método, el material sumergido en agua es calentado mediante una corriente de vapor.
Exprimido o prensado en frío: El aceite es extraído desde el vegetal por medio de presión mecánica. La ventaja de este método es que no se aplica calor, lo cual incide en que se obtengan aceites de muy buena calidad, sin embargo limita su aplicación a sólo algunos vegetales. Un ejemplo clásico de obtención mediante este método son los aceites esenciales de cítricos.
Extracción con solvente: Consiste en el uso de solventes diferentes del agua. Se utiliza en general en materiales vegetales con muy bajo contenido de aceite esencial. Los productos obtenidos mediante este método contienen además del aceite esencial otros compuestos, como ceras, resinas y pigmentos, los que a veces deben ser removidos posteriormente mediante otros procesos para ajustarse a parámetros de calidad. Entre los métodos de extracción con solvente están:
Maceración, donde el vegetal se sumerge en el solvente seleccionado y se deja en contacto por un tiempo determinado (normalmente, tiempos largos), para después separar el vegetal del solvente.
Enfleurage, generalmente utilizado en flores. Como solvente se utiliza grasa vegetal o animal. Los pétalos son sumergidos en esta grasa por algunos días, durante los cuales el aceite esencial pasa del vegetal a la grasa, para luego ser extraído de ésta por separación física u otro solvente. Es un método lento, de alto costo, además de ser difícil de automatizar.
Extracción con CO2 supercrítico: El CO2 en estado supercrítico se produce a bajas temperaturas y alta presión, y tiene características tanto de líquido como de gas. Es un excelente solvente, ya que actúa de manera rápida en la extracción, es prácticamente inerte y se remueve del extracto una vez que se completa el proceso (pasa a estado gaseoso a presión ambiente). Es un excelente método para aromas termolábiles. La principal desventaja es su costo, ya que requiere una inversión elevada en equipamiento.
También existen técnicas de extracción menos convencionales, que en general son más rápidas, pero su común denominador es el mayor costo en la implementación. Entre las técnicas más vanguardistas se encuentran la hidrodifusión; en la que una corriente de vapor atraviesa el material vegetal desde arriba hacia abajo (a la inversa de la destilación con vapor clásica), produciendo condensación del aceite esencial por debajo del material vegetal. También se encuentra la extracción con microondas, donde la velocidad de transferencia de calor permite extracciones muy rápidas, y que además permite ser combinado con otras el ultrasonido, haciendo la extracción aún más eficiente.
Tal como se mencionaba en párrafos anteriores, en algunos casos los aceites esenciales deben ser sometidos a procesos de purificación. Entre estos se encuentran:
Filtración: Es el primero y más sencillo de los procesos que se deben aplicar a muchos aceites. Al provenir de una fuente natural, arrastran una serie de partículas y compuestos indeseables que deben ser removidas. Los materiales más comunes para filtrarlos son las tierras como diatomeas, los compuestos inorgánicos como carbonatos, las celulosas, las mallas metálicas, los filtrantes sintéticos o simplemente papel.
Rectificación o fraccionamiento: Los aceites son redestilados en una columna con el objeto de purificar o eliminar compuestos no deseables, por ejemplo azufrados. Comúnmente las fracciones recogidas se conocen como cabeza (inicial), cuerpo (media) y cola (final).
Lavado o desterpenado: Algunos aceites como los cítricos o las mentas, poseen un alto contenido de terpenos. Los terpenos son bastante insolubles en agua y en general tienen un bajo aporte organoléptico. Por lo tanto para algunas aplicaciones, por ejemplo en bebidas, es deseable eliminarlos. La técnica más común para desterpenar es la separación con mezclas de agua y solventes semi polares, como los alcoholes. También se puede usar la destilación y variantes de la ella.
Dewaxing o descerado: Muchos aceites esenciales presentan fracciones insolubles como las ceras, que son indeseables para muchos fines alimenticios. Para eliminarlas, el proceso más común es la congelación y posterior filtración del aceite. Las ceras solidifican a bajas temperaturas y forman compuestos de gran tamaño como para ser retenidos por mallas o papel.
Inactivaciones: Algunos aceites esenciales contienen compuestos indeseables y que además reaccionan en el tiempo, como por ejemplo aminas, aldehídos o derivados azufrados. La eliminación mediante carbón activado o reacciones químicas es común para detener estos procesos. También se aplica destilación para este mismo fin.
En cuanto a los métodos de obtención de otros extractos, destacan las oleorresinas, que se logran mediante una maceración del material vegetal con un solvente como Hexano o Etanol. Una vez realizada la maceración, el solvente es evaporado y se obtiene un concentrado de apariencia pastosa. Las oleorresinas o concretos pueden volver a solubilizarse en alcohol. La parte soluble se conoce como absoluto y la insoluble como resinoide. Estos compuestos tienen uso especialmente en perfumería fina. Además de la parte aromática, el solvente extrae otras características de la planta, como por ejemplo pigmentos y ceras. Algunos de estos compuestos tienen propiedades saludables, como por ejemplo los antioxidantes Ácido Rosmarínico y Carnósico contenidos en el Romero.
Al investigar sobre la industria de extractos aromáticos en Latinoamérica y relacionarla con la industria de alimentos, nos damos cuenta de la importancia que tiene la región para este mercado.
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