Extracción

Una de las principales áreas de investigación y desarrollo de nuestra empresa es la extracción de compuestos vegetales, tales como principios activos, terpenoides y ácidos grasos, que tienen una aplicabilidad potencial en los sectores farmacéutico, nutracéutico y dermocosmético.

En especial estamos investigando la aplicabilidad de la extracción con fluidos supercríticos, como por ejemplo el CO2, conjuntamente con la empresa italiana Separeco Srl. Un fluido supercrítico es cualquier sustancia que se encuentre en condiciones de presión y temperatura superiores a su punto crítico. Un fluido supercrítico posee unas propiedades típicas que le confieren la definición generica de “un híbrido entre un líquido y un gas”, es decir que puede difundir como un gas y disolver los materiales como un líquido. Los fluidos supercríticos presentan varias ventajas en los procesos de extracción ya que, al comportarse como un líquido, facilita la disolución de los solutos mientras su comportamiento como gas permite una buena penetración y fácil separación de la matriz; esto conlleva un proceso de extracción más rápido, eficiente y selectivo que en el caso de la extracción líquida con disolventes orgánicos. En la extracción con fluidos supercríticos se pueden usar “disolventes verdes” como el CO2 evitando el uso de los habituales disolventes orgánicos clorados utilizados en las extracciones líquidas. De hecho el CO2 está reconocido por las normas del Codex Alimentarius como apto para su empleo en alimentos ecológicos. La extracción con fluidos supercríticos nos permite obtener un extracto completamente natural que contiene los principios activos, terpenoides y ácidos grasos manteniendo todas sus actividades medicinales y sin contener residuos de la extracción.
Otro método muy empleado y útil en la producción de extractos vegetales es la extracción con disolventes orgánicos. Con este método podemos extraer diversos compuestos vegetales, como principios activos, terpenoides y ácidos grasos, pudiendo separar algunas sustancias dependiendo de su solubilidad en distintos disolventes. Actualmente la legislación española en materia de disolventes de extracción empleados en el ámbito alimentario autoriza la utilización de butano, propano, etanol, acetona, acetato de etilo, acetato de butilo, dióxido de carbono y hemióxido de nitrógeno como disolventes empleables tanto para extracción como para redisolución de extractos (RD. 2667/1998). La extracción con disolventes orgánicos permite obtener extractos completos de plantas, o de las fracciones deseadas, de calidad alimentaria y fitofarmacéutica sin demasiados costes de producción.

El método básico para la extracción de los terpenoides y la obtención de aceites esenciales que nos interesa es la destilación por arrastre de vapor. Este tipo especial de destilación se basa en el equilibrio de líquidos inmiscibles. La temperatura de ebullición de una mezcla de dos componentes inmiscibles es inferior a la temperatura de ebullición de cualquiera de ellos por separado. Cuando se tienen mezclas de líquidos que no son miscibles entre sí, se tiene un tipo de destilación que sigue la ley de Dalton sobre las presiones parciales. Como resultado de este comportamiento, y cuando uno de los componentes es agua, al trabajar a presión atmosférica, se puede separar un componente de mayor punto de ebullición que el del agua a una temperatura menor a 100º C. Debido a lo anterior, con esta técnica se pueden separar sustancias inmiscibles en agua, como los terpenoides, y que se descomponen a su temperatura de ebullición o cerca de ella. Se emplea con frecuencia para separar aceites esenciales naturales que se encuentran en hojas, cáscaras o semillas de algunas plantas. Dependiendo de la técnica que se utilice para la extracción de los terpenoides, cambiará la pureza y rendimiento del aceite esencial. Los terpenos de las plantas son extensamente usados por sus cualidades aromáticas y juegan un papel importante en la medicina tradicional, en los remedios herbolarios, y se están investigando sus posibles efectos antibacterianos y otros usos farmacéuticos.

La extracción de los ácidos grasos contenidos en las semillas puede ocurrir por prensado en frío, por vapor o por solvente. Estudiamos especialmente la utilidad y el rendimiento industrial de la extracción de aceites por prensado en frío de semillas. Un aceite prensado en frío es aquel que guarda las mismas características biológicas que se encontraban en las semillas. Se vigila especialmente que la temperatura generada por la presión no supere los 45°C para asegurar la estabilidad molecular de los ácidos grasos poliinsaturados, y se evita así también la disolución de ceras y otras sustancias. El aceite de semillas es un alimento esencial porque aporta nutrientes que el organismo no puede sintetizar por sí mismo, como los ácidos grasos omega 6 (ácido linoléico y ácido araquidónico) y los ácidos grasos omega 3 (ácido linolénico), y, en particular, el aceite de semillas de algunas especies vegetales tienen importantes aplicaciones en los sectores farmacéutico, nutracéutico y dermocosmético.

Para el aislamiento y purificación de los distintos principios activos contenidos en los extractos vegetales utilizamos básicamente dos técnicas: la destilación fraccionada, que nos permite separar sustancias por su distinto punto de ebullición, y técnicas cromatográficas, que nos permiten separar por su polaridad entre otras.

La destilación fraccionada es un proceso físico utilizado para separar mezclas (generalmente homogéneas) de líquidos mediante el calor, y con un amplio intercambio calórico y másico entre vapores y líquidos. Se emplea cuando es necesario separar compuestos de sustancias con puntos de ebullición cercanos. El uso de una columna de fraccionamiento permite un mayor contacto entre los vapores que ascienden con el líquido condensado que desciende, por la utilización de diferentes platos; esto facilita el intercambio de calor entre los vapores y los líquidos. Ese intercambio produce que los líquidos con menor punto de ebullición se vaporicen, y los vapores de sustancias con mayor punto de ebullición se condensen, permitiendo destilar separadamente los distintos compuestos obteniendo fracciones purificadas.

La cromatografía es un método físico de separación de mezclas complejas que tiene un amplio campo de aplicaciones. Es un conjunto de técnicas basadas en el principio de retención selectiva, que nos separa los distintos componentes de una mezcla, permitiendo identificar y determinar las cantidades de los componentes. Las técnicas cromatográficas son muy variadas, pero en todas ellas hay una fase móvil que consiste en un fluido (gas, líquido o fluido supercrítico) que arrastra la muestra a través de una fase estacionaria sólida o líquida fijada en un sólido. Los componentes de la mezcla interaccionan de distinta forma y afinidad con la fase estacionaria y la atraviesan a distintas velocidades así que se pueden separar y obtener en forma pura.