Super Critic o

7/24/2019 Super Critic o

1/67

OBTENCIN DE EXTRACTOS CON CO2SUPERCRTICO A ESCALA PILOTO

DE LAS ESPECIES: Rosm arinus of f ic inal is, Salvia of f ic inalis y Psidium

guajava

ANDERSON JULIAN ARIAS VELANDIA

EDWIN ALEXANDER RAMREZ PREZ


2/67

OBTENCIN DE EXTRACTOS CON CO2SUPERCRTICO A ESCALA PILOTO

DE LAS ESPECIES: Rosm arinus of f ic inal is, Salvia of f ic inalis y Psidium

guajava

ANDERSON JULIAN ARIAS VELANDIAEDWIN ALEXANDER RAMREZ PREZ

Trabajo de grado presentado como requisito parcial para optar al ttulo de

Ingeniero Qumico

Directores

Dra. Elena E. Stashenko

Dr. Jairo Ren Martnez

Co-director


3/67


4/67


5/67


6/67


7/67

AGRADECIMIENTOS

A la Dra. Elena Stashenko y al Dr. Jairo Ren Martnez por la oportunidad de

trabajar en su grupo de investigacin, donde nos orientaron y corrigieron en el

desarrollo del proyecto. Su experiencia y conocimiento fueron indispensable para

el desarrollo del trabajo, al igual que su confianza en nosotros.

A las entidades que financiaron el proyecto 8183 de la VIE: Desarrollo de nuevos

productos antioxidantes para la industria cosmtica.

A Carlos Ruiz y Gustavo Avellaneda por su colaboracin y porque no slo fueroncompaeros de trabajo, nos apoyaron como amigos.

Ginna Arias y Eva Vsquez por su contribucin al desarrollo del proyecto


8/67

DEDICATORIA

A mis padres, Myriam y Gildardo; a mis hermanos Jonathan y Miguel, quienes han

alimentado la idea en mi mente de que puedo lograr grandes cosas. Este, es

apenas un pequeo paso, un pequeo logro resultado de su esfuerzo durante casi

20 aos de educacin, este libro es de ellos, porque gracias a su cuidado, apoyo yrespaldo, pudo ser escrito.

A mi ta Leonor, de quien siempre sent un apoyo moral y econmico en la

carrera. A mis tos, tas abuelos que contribuyeron en algn modo a que hoy

pueda recibir el ttulo de Ingeniero Qumico.

A Katherine, por su amor que ha llenado mi mundo de momentos felices, y junto

con ella a los compaeros de la carrera, ngel, Walter y Jennifer con quienes

siempre cont. A mis amigos del laboratorio, Gustavo Avellaneda, Carlos Ruiz,

Edwin, Cori, Natalie, Vanesa, Eva, Csar, Paola, Jorge, Marce, Yuri y Camilo, de

quienes siempre tuve algo que aprender.

A los distintos profesores que durante toda mi vida de educacin han construido

las bases de un edificio de conocimiento que quisiera llevar hasta las nubes en


9/67

DEDICATORIA

Resulta difcil plasmar en un papel, los sentimientos que suscitan los logros

cumplidos gracias al apoyo de tantas personas. Sin embargo, con escasas

palabras dedico este triunfo a mis padres, por su incesante apoyo, valores

inculcados, amor y porque nada hubiese sido posible sin su compaa. Siempre

estn presentes en mi mente y en mi corazn.

Parte vital de la consecucin de esta meta fue el apoyo de toda mi familia.

Agradezco a mis hermanas, a mis tos y tas, a mis abuelitas y a mi madrina, por

motivarme diariamente de una u otra manera y depositar tanta confianza en mi.

En el camino para alcanzar esta meta, llegaron a mi vida personas importantes,

todas y cada una de ellas con caractersticas diferentes, que permitieron definir mi

carcter, mis creencias, la conciencia social y un sin nmero de caractersticas

que describen lo que soy ahora. A los amigos de la sede, Zafra, Mono, Victor,Stefann, Yady; a los amigos del laboratorio, eque, Natha, Julian, Joaco, Cori;

Paolita Vane Marce; a los compaeros del colegio el G8 y las nias y a


10/67

CONTENIDO

pg.

INTRODUCCIN 18

1. MARCO TERICO 20

1.1. ESPECIES VEGETALES. 20

1.1.1. Romero (Rosmarinus officinallisL). 20

1.1.2. Salvia (Salvia officinalisL). 20

1.1.3. Guayaba (Psidium guajavaL). 21

1.2 ANTIOXIDANTES DE ORIGEN NATURAL Y DETERMINACIN DE LA

CAPACIDAD ANTIRRADICALARIA. 21

1.3. EXTRACCIN DE ANTIOXIDANTES CON CO2SUPERCRTICO 22

1.4 EFECTO DE LOS PARMETROS DE EXTRACCIN. 221.4.1 Tamao de partcula y humedad. 22


11/67

2.4 VALIDACIN 34

2.5 ANLISIS DE LA CAPACIDAD ANTIRRADICALARIA 35

2.6 DETERMINACIN DE LA CAPACIDAD ANTIRRADICALARIA IN-VITRO 35

2.7 ANLISIS POR HPLC. 36

3. RESULTADOS Y ANLISIS 373.1 DISEO EXPERIMENTAL 37

3.1.1 Anlisis de varianza. 37

3.1.2 Modelos de regresin. 38

3.1.3 Validacin. 38

3.2 EFECTO DE LOS PARMETROS DE EXTRACCIN. 39

3.2.1. Efecto del tiempo de extraccin. 39

3.2.1 Efecto del flujo. 40

3.2.3 Efecto de la presin. 41

3.3 ANLISIS DEL CONTENIDO DE CIDO CARNSICO, ACTIVIDAD

ANTIRRADICALARIA Y RENDIMIENTO 42


12/67

LISTA DE FIGURAS

pg.

Figura 1. Densidad del CO2en funcin de la presin a diferentes isotermas. 24Figura 2. Variacin de la solubilidad ( ) del fenantreno en SF-C02con la presin. 25

Figura 3. Representacin de las variables para un balance de masa diferencial. 26

Tabla 2. Mecanismos de transferencia de masa presentes en la extraccin

con SF. 27Figura 4. Diagrama esquemtico de la extraccin con SF. 32

Figura 5. Comparacin de datos experimentales de romero con los modelos

empricos. 45

Figura 6. Comparacin de datos experimentales de salvia con los modelos

empricos. 46

Figura 7. Comparacin de datos experimentales de hojas de guayaba con los

modelos empricos. 46
http://c/Users/Edwin/Desktop/final%20final%20ahora%20si.docx%23_Toc317776605http://c/Users/Edwin/Desktop/final%20final%20ahora%20si.docx%23_Toc317776605


13/67

LISTA DE TABLAS

pg.

Tabla 1. Valores tpicos de densidad, viscosidad y coeficiente de difusin,para el CO2. 23

Tabla 2. Mecanismos de transferencia de masa presentes en la

extraccin con SF. 27

Tabla 3. Modelo de Sovov para la extraccin de productos naturales. 30

Tabla 4. Variables independientes con los niveles empleados en el diseo. 34Tabla 5. Anlisis de varianza ANOVA para el rendimiento. 37

Tabla 6. Resultados experimentales y predichos para el rendimiento 38

Tabla 7. Modelos de rendimiento propuestos. 39

Tabla 8. Resultados del contenido del cido carnsico, actividad antirradicalaria

y rendimiento de extractos. 43


14/67

LISTA DE ABREVIATURAS

AA Actividad Antirradicalaria

AC cido carnsico

ACRESS Asociacin Municipal de Usuarios Campesinos el Retiro Veredas

Aledaas Sucre Santander

ANDI Asociacin Nacional de Industriales

BHA Butilhidroxianisol

BHT Butilhidroxitolueno

CGE Curvas Generales de Extraccin Dimetro de la cmara de extraccinF Masa cargada a la cmara de extraccin

H/D Relacin altura / dimetro

HAT Hydrogen Atom Transfer Altura de la cmara de extraccin


15/67

R2 Coeficiente de correlacin

R2adj Coeficiente de correlacin ajustado

RMSEC Error cuadrtico medio en calibracin (Root Mean Square Error forCalibration)

SF-CO2 CO2Supercrtico

SFE Extraccin con Fluido Supercrtico (Supercritical Fluid Extraction)SPME Microextraccin en fase slida (Solid Phase Micro Extraction)

SS Suma de cuadrados de los residuales (Sum of Squares)

TC Temperatura crtica

Periodo de extraccin constante

Periodo de cada de extraccin Soluto en las paredes celulares Soluto presente dentro de las clulasY Masa del soluto / Masa del solvente

Y* Solubilidad en SF-CO2

Densidad del fluido


16/67

RESUMEN

TITULO: OBTENCIN DE EXTRACTOS CON CO2SUPERCRTICO A

ESCALA PILOTO DE LAS ESPECIES: Rosmarinus officinalis, Salvia

officinalis y Psidium guajava*.

AUTORES: Anderson Julin Arias Velandia.

Edwin Alexander Ramrez Prez.**

PALABRAS CLAVES: Fluido supercrtico, extraccin, productos naturales,

antioxidantes, ORAC, peroxidacin lipdica, HPLC.

Se realiz la extraccin de salvia (Salvia officinalis), romero (Rosmarinus officinalis) y guayaba(Psidium guajava), empleando CO2 en estado supercrtico para evaluar el efecto de algunosparmetros del proceso de extraccin sobre el rendimiento: presin (300 500 bar), flujo de CO2(25 50 g/min) y tiempo de extraccin (0.5 2 h). Se utiliz un diseo experimental centralcompuesto, con tres replicas en el punto central. Se encontr que el flujo y el tiempo son losfactores con ms influencia sobre el rendimiento de extraccin. Para la extraccin de romero ysalvia el mayor rendimiento se obtuvo en los niveles superiores del diseo. El mayor rendimientopara guayaba fue a 50 g/min, 2 horas y 300 bar; se observ un comportamiento atpico en elrendimiento con la disminucin de la presin Se realiz el ajuste de los datos a modelos de


17/67

ABSTRACT

TITLE: OBTAINING SUPERCRITICAL CO2EXTRACTS TO PILOT SCALE

OF SPICES: Rosmarinus officinalis, Salvia officinalis andPsidium

guajava*.

AUTHORS: Anderson Julin Arias Velandia.

Edwin Alexander Ramrez Prez.**

KEYWORDS: Supercritical fluid extraction, natural products, antioxidants, ORAC,

lipid peroxidation, HPLC.

The supercritical CO2 extraction of sage (Salvia officinalis), rosemary (Rosmarinus officinalis) andguava (Psidium guajava) was studied by changing pressure (300 500 bar), CO2 flux (25 50g/min) and extraction time (0.5 2 hours) in order to evaluate their effect on the yield. A centralcomposite experimental design with three replicates in the central point was used. Flux and timewere the factors whit more influence on the extraction yield. For rosemary and sage extraction the

highest yield was obtained at the higher levels of the design. The highest yield for guava wasobtained at 50 g/min, 2 h and 300 bar. An atypical yield - pressure relationship was observed. Thedata were fit to second order models by means of multiple linear regression. The variancepercentage explained by the models was registered and the LOOmethod was employed to validate


18/67

INTRODUCCIN

La bsqueda de antioxidantes de origen natural que puedan ser sucedneos de

los compuestos de origen sintticos, usados actualmente en las industrias

alimenticia, de cosmticos, farmacolgica, entre otras (Lpez et al., 1998), toma

gran importancia debido a los posibles efectos adversos y toxicidad que estas

sustancias sintticas pueden tener. El consumidor hoy en da tambin se inclina

por los aditivos naturales (Daz et al., 2006). El butilhidroxianisol (BHA) y el

butilhidroxitolueno (BHT), compuestos ampliamente usados en la industria

(JECFA, 1996), ahora son reconocidos como txicos debido a su posible accin

carcinognica y de interferencia con funciones hormonales (DHI, 2007).

En los ltimos aos, diferentes entidades del gobierno nacional han identificado un

mercado potencial en los cosmticos y productos de aseo; por ejemplo, Proexport

concluye en un estudio realizado sobre este sector, que el mercado colombiano

posee alto potencial, al compararlo con los mercados ms importantes de

Latinoamrica (Proexport, 2010); a su vez, el Ministerio de Industria y Turismo

colombiano, asegura que el mercado de cosmticos est en constante crecimiento


19/67

de sus extractos ha sido documentada (Rau et al., 2006; Prez et al., 2008).

Estas especies se han identificado como posibles fuentes naturales de

antioxidantes con prometedoras aplicaciones para la industria de cosmticos y

productos de aseo. Los cultivos tradicionales de la regin podran tener un nuevo

destino y mayor aprovechamiento econmico.

Existen diferentes formas de extraer los compuestos bioactivos de las plantas,pero debe tenerse en cuenta que algunas molculas de inters pueden

degradarse u oxidarse a altas temperaturas o con la exposicin al oxgeno y la luz.

La extraccin con fluidos supercrticos (SFE) es una tcnica que aprovecha las

caractersticas que presentan las sustancias por encima de sus condiciones

crticas (Tc, Pc). El CO2es el solvente ms usado para esta tcnica (Sovov, 2011),porque el extracto resultante se colecta libre de residuos de solvente, no tiene

restricciones medioambientales, ni problemas de regulacin en la salud pblica

(Meireles et al., 2005). A su vez el CO2posee baja toxicidad, baja inflamabilidad,

costo y condiciones supercrticas de obtencin asequibles (7,4 MPa, 305 K),

La gran mayora de las investigaciones publicadas se han realizado en equipos

SFE cuya cmara de extraccin posee un volumen de algunos decilitros. La


20/67

1. MARCO TERICO

1.1. ESPECIES VEGETALES.

Las especies vegetales seleccionadas como fuente de sustancias antioxidantes,

se cultivan en el departamento de Santander; su actividad biolgica ya ha sido

reportada en la literatura. Entre los metabolitos secundarios de estas especies, se

encuentra el cido carnsico (Rau et al., 2006); este compuesto es el nico

diterpeno fenlico presente en el romero en estado nativo (SDPN, 1994); su

capacidad antirradicalaria supera a las reportadas para el BHT y el BHA.

1.1.1. Romero (Rosm arinus of f ic inal l is L).Los extractos de las hojas de este

arbusto poseen propiedades antioxidantes debido a su contenido de diterpenos

fenlicos, que tambin se encuentran en otras plantas pertenecientes a la familia

Lamiaceae (Thorsen y Hildebrant, 2003). Los siguientes compuestos son

asociados con la actividad antioxidante de los extractos de romero: carnosol,

rosmanol, cido carnsico y metil carnosato, as como tambin los cidos,

rosmarnico y cafico (Ibez et al., 2003). Para esta planta se han encontrado


21/67

1.1.3. Guayaba (Psidium guajavaL). Es un cultivo tradicional de Santander. La

planta es originaria de Amrica tropical. Estudios revelan que, tanto la fruta como

la hoja son fuentes de flavonoides, polifenoles y otras sustancias bioactivas (Prez

et al., 2008). Adicionalmente, se han encontrado en los extractos de hoja de

guayaba, cidos fenlicos tales como el ferlico; a estos cidos se les atribuye la

mayor capacidad antioxidante de los extractos de la hoja, en comparacin con losextractos obtenidos de la fruta de guayaba (Chen y Yen, 2007).

1.2 ANTIOXIDANTES DE ORIGEN NATURAL Y DETERMINACIN DE LA

CAPACIDAD ANTIRRADICALARIA.

Los antioxidantes naturales son, en su mayora, compuestos fenlicos o

polifenoles, extrados comnmente a partir de plantas o tejidos animales

(Mukhopadhyay, 2000), los cuales, al estar presentes en bajas concentraciones,

en comparacin con la del sustrato oxidable, inhiben o previenen su oxidacin

(Madhavi et al.,1995). Varios mtodos de medicin se han desarrollado con base

en la habilidad de captacin de radicales libres (De Simone et al., 2001). El


22/67

1.3. EXTRACCIN DE ANTIOXIDANTES CON CO2SUPERCRTICO

Los fluidos supercrticos (SF) son sustancias cuya condicin termodinmica de

presin y temperatura est por encima de su punto crtico (ANEXO B)(Rosa et al.,

2009). Esto les confiere propiedades que estn entre las de los gases y los

lquidos (Luque et al., 1993) (Vase Tabla 1). La extraccin con SF-CO2, puede

ser el proceso convencional ms eficaz para recuperar extractos vegetales conactividad antioxidante (Domnguez et al., 2006). Estudios realizados teniendo en

cuenta las materias primas, la actividad antioxidante de los productos extrados y

las condiciones de operacin para la extraccin y fraccionamiento (Reverchon y

De Marco, 2006), muestran las ventajas comparativas de esta tcnica en

comparacin con otras, sobre todo, en cuanto a la recuperacin de compuestosantioxidantes (Lpez et al.,1998;Schwarz y Ternes, 1992).

El proceso consiste en una extraccin slido-lquido dentro de una cmara, donde

el solvente est en condiciones supercrticas. Inicialmente, se deben alcanzar

condiciones de presin y temperatura por encima de los valores crticos (Tcy Pc),

posteriormente, el solvente entra en contacto con la matriz vegetal, dependiendo

del tipo de proceso (esttico o dinmico). Una vez transcurrido el tiempo de


23/67

1,76 mm confirman el efecto positivo que presenta la disminucin del tamao

sobre el rendimiento (Ruiz et al.,2011).

En el proceso de extraccin con CO2 supercrtico, la humedad puede ayudar o

puede ser perjudicial. Para sustancias apolares el agua acta como una barrera

en la transferencia de masa (Lehotay, 1997). Por otro lado, la presencia de agua

favorece a compuestos polares porque aumenta la polaridad del fluido, auncuando sta es solamente ~0,3% soluble en CO2(Montagna et al., 1983)

Tabla 1.Valores tpicos de densidad, viscosidad y coeficiente de difusin, para elCO2.

Propiedad fsica

CO2 Naftaleno en CO2

Densidad,

kg m-3

Viscosidad,

Pa s

Coeficiente de difusin,

m2s-1

Gas, 313 K - 0,1 MPa. 2 16 5,1 x 10-6

Supercrtico, 313 K.- 10 MPa. 632 17 1,4 x 10-

Lquido, 300 K, - 50 MPa. 1029 133 8,7 x 10-

*Adaptada de Williams y Cliford, 2000.


24/67

molecular, polaridad y tipo de grupos funcionales presentes (Daz et al., 1996). Un

comportamiento interesante de la solubilidad de compuestos puros en SF, sepresenta en un valor de presin llamado en la literatura crossover pressure, en el

que varias isotermas convergen, y el efecto de la temperatura sobre la solubilidad

se invierte segn las condiciones de presin (Gupta y Shim, 2007). En la Figura 2

se muestra el comportamiento de la solubilidad del fenantreno en CO2.

Para la extraccin de compuestos fenlicos y terpenoides, de plantas medicinales,

presiones entre 15 y 40 MPa (Domnguez et al.,2006) y temperaturas entre 40 y

60 0C son las ms usadas para aislar los antioxidantes (Yang et al.,2002).

Figura 1.Densidad del CO2en funcin de la presin a diferentes isotermas.


25/67

Figura 2.Variacin de la solubilidad (

) del fenantreno en SF-C02con la presin.

*Adaptado de Gupta y Shim, 2007.

1.4.3 Flujo de solvente y tiempo de extraccin. La tasa ptima de solvente


26/67

1.5 FENMENOS DE TRANSFERENCIA DE MASA EN LA EXTRACCIN

Los principales puntos que deben ser determinados en la operacin unitaria de

extraccin con SF son la cintica del proceso de extraccin y la solubilidad del

soluto. La variacin de la concentracin en el solvente supercrtico dentro de la

columna de extraccin puede ser determinada por medio de un balance de masarealizado en un volumen diferencial de la partcula como lo muestra la Figura 3.

Figura 3.Representacin de las variables para un balance de masa diferencial.

* Adaptado de Meireles et al., 2009.


27/67

alrededor de las partculas y por la difusin. La Tabla 2muestra la definicin de

cada uno de los trminos arriba expuestos.

Tabla 2.Mecanismos de transferencia de masa presentes en la extraccin con

SF.

Termino Definicin Nomenclatura Comentario

Velocidad

del

solvente

velocidad del solventeflujo volumtrico desolventeseccin transversalde la columnaporosidad

El producto de y representan el rea de la seccintransversal donde el solventepuede fluir. La definicin suponeun tamao de partculahomogneo.

Flujoconectivo

(FC)

densidad del solventeconcentracinvelocidadEs el producto de la

,

y

de la

solucin, sin embargousualmente la solucin estdiluida, por tanto es posible usarla del solvente.

Flujo

dispersin

axial

coeficiente dedispersin axial.

posicin axial

Esta transferencia de masa esexpresada en trminos de la leyde Fick.

Flujo de

masa concentracin del

soluto en la solucinconcentracin delLa concentracin en el solvente yen las partculas slidas son lasvariables independientes de esta


28/67

El ltimo trmino de la Ecuacin 1representa la masa acumulada de soluto en el

tiempo. En este balance de masa se asume que no ocurre reaccin qumicadurante el proceso de extraccin. Para el lmite cuando tiende a cero, esposible determinar una expresin final para el balance de masa diferencial en la

cmara de extraccin. Esta expresin est dada por la Ecuacin 2.

t

Y

z

Yv

XYJ

z

YD

z az

,

Balance de masa diferencial en la columna de extraccin.

La Ecuacin 2 representa la variacin de la concentracin del soluto en la fase

supercrtica como funcin de la posicin axial y el tiempo. De la misma forma

haciendo un balance de masa del conjunto de partculas presentes en el volumen

diferencial de la Figura 3, la variacin de la concentracin del soluto en las

partculas slidas puede determinarse, segn la Ecuacin 3.

(2)


29/67

puede llegar a ser un proceso complejo, as que la mayora de los modelos aplican

ciertas simplificaciones, especialmente, en la definicin del trmino detransferencia interfacial.

Uno de los modelos ms usados para la extraccin de matrices vegetales es el

propuesto por Sovov (1994). El modelo est basado en la suposicin de que el

soluto presente dentro de las clulases extrado fcilmente cuando se rompenlas paredes celulares, mientras que el resto permanece en las paredes. Deesta manera, la extraccin con SF se divide en tres etapas: (1) el periodo de

extraccin constante (tCER), donde solamente el soluto de fcil acceso es removido

y, por lo tanto, es controlado por la conveccin en la fase fluida; (2) el periodo de

cada de extraccin (tFER), donde ambos, la conveccin y la difusin sonimportantes; y, por ltimo, (3) el periodo de extraccin por difusin controlada,

donde el resto del soluto es extrado de las paredes celulares.

Suponiendo, que en la cmara de extraccin, la distribucin de tamao de

partcula es homognea, y que el solvente en condiciones supercrticas est libre

de soluto al entrar a sta, atravesndola axialmente, Sovov resuelve el balance

de masa para las fases slida y fluida llegando a las ecuaciones que se muestran


30/67

1.6 EQUILIBRIO

Es importante conocer el equilibrio entre el SF y los solutos que son extrados si

se desea disear la cmara de extraccin. Todo el sistema puede simplificarse si

se considera el equilibrio entre el solvente, la mayora de los componentes del

soluto y la matriz slida, como una mezcla ternaria. El equilibrio puede

determinarse experimentalmente por varios mtodos, que pueden ser dinmicos oestticos. En el modelo dinmico el solvente entra continuamente a la columna de

extraccin a una temperatura y presin dadas, usando un flujo que asegure la

saturacin a la salida de la columna. El flujo ptimo es funcin del sistema usado,

pero los valores de solubilidad son los mismos a diferentes geometras de la

cmara de extraccin.

Tabla 3. Modelo de Sovov para la extraccin de productos naturales.

Etapas Ecuacin Parmetros

Extraccin

constante [ ]


31/67

2. METODOLOGA

2.1 ACONDICIONAMIENTO DE LA MATERIA PRIMA

Las hojas y tallos de romero y salvia, con un contenido de humedad entre 20 y

30%, fueron suministradas por la Asociacin de cultivadores ACRESS; por otra

parte, la empresa Fharmavicola S.A. proporcion las hojas de guayaba en

condiciones de humedad similares.

La reduccin de tamao se efectu en un picador/triturador forrajero TRF 300

(Metalrgica TRAPP Ltda. Jaragu do Sul, Brasil) acondicionado con un tamiz de

0,8 mm, para lograr un tamao de partcula similar al empleado por Meireles et al.

(2005). Seguidamente, se determin la distribucin del tamao de partcula con un

tamizador vibratorio (Shaker RX-24, Cleveland, OH, EE.UU.) usando tamices del

estndar Tyler, series de malla -20+150.

La etapa de secado se desarroll con base en los resultados obtenidos por Ruiz et

al. (2011) en el secado de S. officinalis, donde se determin un tiempo de 18 horaso


32/67

SF2000) (ANEXO C), que consta de una columna de extraccin de 0,002 m3y un

separador con capacidad 5 x 10-4 m3, control independiente de temperatura ypresin. El recipiente de extraccin tiene una relacin altura / dimetro de 5,5

(0,42 m de altura, 0,076 m de dimetro interior). Para cada experimento, el cilindro

extractor se carg con 0,55 kg de material vegetal, valor muy cercano al reportado

por Fornari et al. (2011). En la Figura 4se muestra un diagrama esquemtico del

sistema de extraccin con SF-CO2

Figura 4. Diagrama esquemtico de la extraccin con SF.


33/67

extraccin se mantuvo constante en 323 K. Este es el punto central del rango de

temperaturas reportado para la extraccin de antioxidantes (Domnguez et al.,2006). As mismo, los datos de densidad del CO2 para presiones que se

encuentran por encima de 30 MPa, presentaron los mayores valores a esta

temperatura (Shi et al.,2009).

Los niveles para la presin y el flujo se seleccionaron con base en estudiosrealizados para la solubilidad del cido carnsico (compuesto presente en las tres

especies) en CO2. Se encontr que la solubilidad de este compuesto aumenta

significativamente cuando se opera a presiones superiores a 30 MPa (R inar et

al., 2008). Fornari et al. (2011) en los estudios a escala piloto utilizaron la

Ecuacin 4 para establecer el flujo de solvente, donde HB, es la altura

correspondiente, dB, dimetro del cilindro; F, masa cargada (kg) y , flujo deCO2 (kg s

-1). El flujo calculado que permiti mantener el mismo comportamiento

cintico del trabajo realizado por Meireles et al.,(2005), a pesar del cambio en la

geometra del lecho y la carga de alimentacin, fue de 2,4 kg/h. Este valor se tom

como referencia para establecer los lmites superior e inferior del diseo.

(4)


34/67

2.3 DISEO EXPERIMENTAL

Para establecer el efecto de los parmetros de extraccin (flujo, presin y tiempo)

sobre el rendimiento de extraccin, se realiz un diseo factorial 23 mas estrella

centrado en las caras, con 3 rplicas en el punto central, empleando para suanlisis la metodologa de superficie de respuesta. El software utilizado fue

Statgraphics Centurin XV(versin de prueba) y las herramientas estadsticas de

Microsoft Office Excel. En la Tabla 4 se presentan los rangos y niveles para las

variables independientes.

Tabla 4.Variables independientes con los niveles empleados en el diseo.

Variable independienteCdigo de niveles

-1 0 1F,kg/h 1,5 2,25 3

P,MPa 30 40 50


35/67

cuadrtico de calibracin, se calcularon con base en el valor presentado para

estos estadsticos, en cada uno de los 17 modelos analizados. De igual modo, sehall la diferencia entre el valor experimental y el valor calculado por cada

iteracin. Este dato se emple para determinar el error de prediccin del modelo,

el cual se define mediante la siguiente ecuacin:

Frmula para determinar el error de prediccin calculado para datos de validacin.

Donde n es el nmero de experimentos, - es la diferencia entre el valorexperimental y el calculado por el modelo para cada punto que se deja por fuera

en la secuencia de validacin. El trmino restante en la ecuacin, es la varianza

de las mrplicas en el punto central del diseo, multiplicada por el nmero total de

experimentos.

(5)


36/67

inhibicin ejercida por los extractos, en la peroxidacin lipdica de una base

cosmtica, proporcionada por Laboratorios M y N (Bogot, Colombia). Mezclashomogneas de las sustancias de anlisis y la base cosmtica fueron expuestas

durante 12 h a radiacin ultravioleta, en un fotorreactor, con el fin de acelerar la

peroxidacin lipdica. Los ensayos fueron realizados por personal adscrito al

Centro de Investigacin en Biomoleculas, CIBIMOL

2.7 ANLISIS POR HPLC.

El anlisis por HPLC se llev a cabo en un cromatgrafo Agilent Technologies

1200 con un detector UV-Vis de arreglo de diodos G1315B y columna KINETICS

2.6u C18 (100 mm x 4,6 mm x 5 m). La temperatura de la columna se mantuvo

en 35 C y el volumen de muestra inyectada fue de 20 L. La fase mvil A fue

cido actico (0,3%), la fase mvil B fue acetonitrilo. Las siguientes fueron

condiciones cromatogrficas: 0-13 min, 4,5% B; 14-17 min, 15% B; 20-28 min,

22% B, 30-33 min, 100% B; 34-45 min, 4,5% B. Se utiliz un flujo de la fase mvil

de 1 ml/min. Los extractos se disolvieron en metanol: cido actico (0.5%) (1:1).

Se determinaron los tiempos de retencin de 24 analitos catalogados como


37/67

3. RESULTADOS Y ANLISIS

Luego del picado, los tamaos de partcula para las tres especies presentaron un

comportamiento similar. La distribucin de tamao fue: 0,42 mm (7,6 %). Esta distribucin

se aproxima a los valores reportados por Meireles et al. (2011) y permiten obtener

una configuracin similar respecto a la geometra del cmara de extraccin y para

comparar los efectos de los dems parmetros.

3.1 DISEO EXPERIMENTAL

3.1.1 Anlisis de varianza. Con base en el valor F umbral del ANOVA (Vase

Tabla 5), se determinaron las variables que tuvieron incidencia significativa sobre

la respuesta con un nivel de confianza del 95 %. Los datos de rendimiento de los

17 experimentos para cada especie se presentan en la Tabla 6.


38/67

3.1.2 Modelos de regresin. Los modelos de regresin (Vase Tabla 7) se

calcularon para analizar la superficie de respuesta (ANEXO F) e identificar lospuntos ptimos de extraccin.

Tabla 6.Resultados experimentales y predichos para el rendimiento

NEF,

g/min

P,

BaT,

min

RENDIMIENTO, (g/g base seca *100%)

ROMERO SALVIA GUAYABA

Exp Pred Exp Pred Exp Pred

1 25 300 30 0,497* 0,465 0,615* 0,598 0,279* 0,278

2 50 300 30 0,950 0,805 1,108 0,712 0,792 0,804

3 25 500 30 0,863 0,846 0,964 1,034 0,443 0,4144 50 500 30 1,098 1,186 1,228 1,148 0,647 0,642

5 25 300 120 0,847 0,961 1,088 1,104 0,553 0,749

6 50 300 120 1,545 1,599 1,862 1,892 1,168** 1,192

7 25 500 120 1,361 1,341 1,415 1,540 0,821 0,885

8 50 500 120 1,924** 1,979 2,349** 2,328 1,038 1,072

9 25 400 75 0,871 0,944 1,264 1,069 0,615 0,581

10 37,5 300 75 0,844 0,852 1,368 1,295 0,753 0,800

11 37,5 400 30 0,880 0,972 0,898 1,091 0,462 0,579

12 50 400 75 1,588 1,433 1,448 1,520 0,938 0,917

13 37,5 500 75 1,559 1,232 1,870 1,731 0,832 0,808


39/67

Tabla 7.Modelos de rendimiento propuestos.

ESPECIE MODELO DE REGRESIN

Romero

Y= 1,188+ 0,245*F+ 0,190*P+ 0,322*t - 0,146*P2+ 0,106*t2+ 0.075*F*t

RMSEC: 0,025R2 = 0,88R2adj= 0,79

Error de prediccin:0,224

Salvia

Y= 1,513 + 0,265*F+ 0,178*P+ 0,382*t+ 0,119*F*t0,179*F2

RMSEC :0,0122R2 = 0,94R2adj= 0,91


Guayaba

Y= 0,794 + 0,187*F+ 0,023*P+ 0,205*t0,064*F20,088*F*P + 0,014*F*t

RMSEC: 0,0039R2= 0,94R2adj= 0,90


3.2 EFECTO DE LOS PARMETROS DE EXTRACCIN.

3.2.1. Efecto del tiempo de extraccin. Como se esperaba, el tiempo es la

variable que tuvo el efecto ms significativo sobre el rendimiento de extraccin.

Esto debido a la relacin directa que tiene con la cantidad de CO 2, y el periodo de

contacto con la matriz vegetal. A partir de este resultado, fcilmente se deduce


40/67

extraccin para alcanzar el mismo rendimiento, debido a la disminucin del tiempo

de residencia del solvente en la cmara, como lo reportan Rosa et al., (2009).Para las tres especies se encontr que aumentar el tiempo de extraccin a 5 horas

(h), permite obtener el doble de rendimiento en comparacin con los experimentos

de 2 horas. Sin embargo, las distintas etapas de transferencia de masa dentro de

la extraccin, hacen que prolongar el tiempo no sea una solucin rentable para

obtener ms extracto. Las primeras horas de extraccin, donde predomina latransferencia de masa convectiva, son ms provechosas que el resto de tiempo

donde la transferencia es controlada por la difusin; esto se debe a la disposicin

del soluto en la matriz vegetal. Extracciones de romero hechas a 8 h muestran que

en las primeras 2 h, se obtiene ms del 50 % de la cantidad de extracto

acumulado (Fornari, 2011; Meireles et al, 2005).

3.2.1 Efecto del flujo. El flujo mostr un efecto positivo en el rendimiento de las

tres especies, dado que su aumento disminuye la resistencia de la transferencia

de masa (Yin et al.,2005). Estudios para validar las mediciones de solubilidad en

diferentes configuraciones de cmara de extraccin, mostraron que existe un flujo

ptimo con el cual se logra saturar el solvente justo antes abandonar la cmara.

Con flujos mayores no hay suficiente tiempo de contacto para saturar el solvente


41/67

disminucin en el rendimiento. Sin embargo, con el aumento del flujo se logra

saturar el solvente a la salida de la cmara y mejorar as, la tasa de extraccin. Enla superficie de respuesta para el romero (Figura F1-A ANEXO F) se evidencia

que, cambiando el flujo de operacin de 3 kg/h a 6 kg/h se obtiene un incremento

en el rendimiento de ~75 % pasando de 2 % a un mximo de 3,5 %. En los

experimentos con salvia, se observ que la velocidad del solvente a travs de la

cmara de extraccin es muy alta para la cantidad de material vegetal cargado(0,55 kg) y las condiciones de presin empleadas (50 MPa); en este caso, el

solvente no est el suficiente tiempo en contacto con la matriz vegetal. En la

grfica de superficie de respuesta para salvia (Figura F2-A ANEXO F),el aumento

de la presin se presenta como una solucin para mejorar el rendimiento a las

condiciones de flujo constante, debido a que se produce una mayor interaccin

entre el SF-CO2 y la matriz vegetal a causa del incremento de la densidad del

solvente. Sin embargo, las condiciones de presin que permiten mejorar el

rendimiento, estn por encima del rango de operacin del equipo y, an as, slo

se lograra un rendimiento mximo de 3,0 % a 110 MPa.

( ) (6)


42/67

salvia, el aumento de la presin favorece el rendimiento, incluso para valores por

encima del nivel superior establecido en el diseo (50 MPa). Este comportamientofue reportado por Sovov y Aleksovski (2007) y se atribuye a la tendencia de la

solubilidad a incrementar con la presin. Sin embargo, esta variable no es la ms

significativa entre los parmetros de extraccin estudiados, puesto que se observ

que con un incremento de 30 a 60 MPa, empleando un flujo de 3 kg/h y un tiempo

de extraccin de 2 horas, la variacin en el rendimiento no fue grande, pasando de2 a 2,5 % (Vase Figura F2-C ANEXO F). Contrario a lo observado en las dos

especies mencionadas anteriormente, en el caso de las hojas de guayaba, la

presin fue el factor con el efecto menos relevante (valor F= 3,415), como se

puede evidenciar en el anlisis de varianza y en la Figura F3-A ANEXO F.

3.3 ANLISIS DEL CONTENIDO DE CIDO CARNSICO, ACTIVIDAD

ANTIRRADICALARIA Y RENDIMIENTO

El resultado de los anlisis realizados a los extractos que presentaron mayor

rendimiento se muestra en la Tabla 8. Para las extracciones de salvia y romero, el

mayor rendimiento se present a las condiciones de 50 MPa, 3 kg/h y 2 h,


43/67

de romero presentara la mayor AA, debido al contenido del compuesto en el

extracto (Vase Tabla 8). Sin embargo, contrario a los anlisis reportados porIvanoviet al. (2009); la AA del extracto de salvia, fue mayor que la de romero,

incluso que el BHT y la vitamina E. A pesar de ello, el alto contenido de AC en el

extracto de romero contribuy a que este presentara el mayor efecto protector,

siendo equiparable con el del BHT y superior en comparacin con las dems

especies.

Tabla 8. Resultados del contenido del cido carnsico, actividad antirradicalaria y

rendimiento de extractos.

EspecieRendimiento,

g extracto/ g baseseca *100%

AAmol Trolox/ mg

extracto

EP,%

Contenido de AC,g de AC/ mg de extracto

Romero 1,924 1,91 90 3,5 22,3

Salvia 2,349 3,20 80 1,7 2,8Guayaba 1,168 1,03 43 0,6 1,1BHT NR 2,80 90 2,2 NR

Vitamina E NR 3,00 60 4,5 NRAC NR 10,80 NR NR*AA: Actividad anitirradicalaria. EP: Efecto protector. AC: cido carnsico. NR: No reportado


44/67

solubilidad del cido carnsico con el aumento de la temperatura y presin de

extraccin, se esperaba que la cantidad de cido carnsico presente en el extractoobtenido de romero a 50 MPa y 323 K, superara al encontrado por Meireles et al.

(2005) a 30 MPa y 313 K. Sin embargo, los resultados del anlisis por HPLC

mostraron que la cantidad de cido carnsico en el extracto fue mucho menor

(~25 veces) que la reportada por Meireles. La razn de este comportamiento

puede observase mediante el anlisis de la Figura 5, donde se muestra la CGEjunto con el modelo de Sovov aplicado a la extraccin de romero realizada por

Meireles et al.(2005) para diferentes relaciones dimetro/altura. Los puntos rojos

en la figura, indican los resultados obtenidos de los experimentos realizados a 30

MPa, 50 C y 5,54 H/D. Los datos fueron ajustados a la CGE realizada por

Meireles manteniendo la relacin masa CO2/masa de romero cargado* . En la

figura anteriormente mencionada se observa que los datos obtenidos

experimentalmente se ajustan muy bien a la tendencia predicha por el modelo de

Sovov para el periodo de extraccin constante, donde la transferencia de masa

es gobernada por la conveccin. Sin embargo, para el periodo de extraccin

donde el efecto difusivo fue predominante, los datos se desviaron mucho de la

tendencia del modelo. Este fenmeno evidencia que el periodo de extraccin

gobernado por la difusin se llev a cabo de una manera ms lenta que el


45/67

Stamenic, a 30 MPa y 313 K. Se observa que en general los datos de la extraccin

de salvia, se ajustan a la tendencia predicha por el modelo de Sovov, con undesfase entre la tendencia del modelo sin pretratamiento (puntos negros) y los

datos experimentales, debido principalmente al aumento de la temperatura, que

favoreci la solubilidad de los solutos en la matriz.

Figura 5.Comparacin de datos experimentales de romero con los modelosempricos.


46/67

Figura 6.Comparacin de datos experimentales de salvia con los modelosempricos.

*30 MPa y 313 K. Adaptado de Stamenic et al.(2010).

Figura 7. Comparacin de datos experimentales de hojas de guayaba con los

modelos empricos.


47/67

En la Figura 7 se muestra el comportamiento de los datos obtenidos

experimentalmente a 30 MPa y 323 K (puntos rojos), junto con la tendencia del

modelo de Sovov, hallado por Moura et al. (2012), a 30 MPa y 323,5 K, para la

extraccin de hojas de guayaba. Al igual que para el romero, el comportamiento

de los datos en el periodo de extraccin constante muestra que la tendencia del

modelo se mantiene; sin embargo, la etapa gobernada por la difusin se ve

afectada en este caso por el poco tiempo de contacto del solvente con la matriz

vegetal, como lo muestran las grficas de superficie de respuesta, anteriormente

analizadas.


48/67

CONCLUSIONES

Los extractos obtenidos por SFE de romero y salvia, poseen propiedades

antioxidantes, superiores o equiparables a las reportadas para los antioxidantes

comnmente utilizados en el mercado. Sumado a esto, los resultados del efecto

protector sobre una base, permiten vislumbrar una posible aplicacin industrial, en

remplazo de los compuestos sintticos BHA y BHT.

Como se esperaba, el tiempo de extraccin fue el parmetro con mayor efecto

sobre el rendimiento. Sin embargo, la dependencia que present el rendimiento de

extraccin con el flujo de CO2, para las tres especies, demostr la importancia de

establecer un flujo ptimo de saturacin, en el que, segn la geometra del lecho,

el solvente est el tiempo necesario en contacto con la matriz vegetal, evitando

que el rendimiento decrezca por el efecto de la dispersin axial o el flujo sea tan

alto que el solvente no pueda arrastrar la mezcla de solutos.

Los extractos de salvia a 30 MPa mantuvieron la tendencia del modelo de Sovov

encontrado en la literatura para los tres diferentes periodos de extraccin, debido aque la relacin entre el flujo de CO2 y el material vegetal cargado en los


49/67

RECOMENDACIONES

Para mejorar la extraccin de romero, se recomienda fijar el parmetro de la

presin en el valor ptimo encontrado (46,5 MPa); ajustar la relacin flujo de CO2/

carga de alimentacin y explorar el comportamiento de la solubilidad del cido

carnsico a diferentes temperaturas para as, obtener un mejor ajuste al modelode Sovov en las tres etapas de extraccin.

Los resultados de rendimiento, actividad antirradicalaria (AA) y efecto protector del

extracto de salvia, revelan una potencial implementacin como sucedneo del

BHT y BHA. Sin embargo, se recomienda realizar las pruebas de AA por una

tcnica distinta al mtodo ORAC y la evaluacin in vivo, completando as, el

protocolo propuesto por Miquel et al.(2004) para la aplicacin de antioxidantes en

productos alimenticios y cosmticos.


50/67

BIBLIOGRAFA

BENSEBIA, O.; BARTH, D.; BENSEBIA, B.; DAHMANI, A. Supercritical CO2extraction of rosemary: Effect of extraction parameters and modeling. En: J.Supercrit. Fluids.2009, vol. 49, p. 161-166.

BERTUCCO, A Y VETTER, G. High pressure process technology : fundamentalsand applications. Nueva York.: Elsevier, 2001. 659 p. ISBN 9780444504982.

BISIO, A.; ROMUSSI, G.; CIARALLO, G.; DE TOMMASI, N. Flavonoids andtriterpenoids from Salvia blepharophylla. En: Pharmazie.1997, vol. 73, p. 330331

CHEN, H.-Y y YEN, G.-C. Antioxidant activity and free radical-scavenging capacityof extracts from guava (Psidiumguajava L.) leaves. En: Food Chem. 2007, vol.101, p. 686694.

CUVELIER, M.; RICHARD, H.; BERSET, C. Antioxidative activity and phenoliccomposition of pilot-plant and commercial extracts of sage and rosemary. En: J.Am. Oil Chem. Soc. 1996, vol. 73 no. 5, p. 645652.

DE SIMONE, J.; BUNYARD, W.; De YOUNG, J.;KADLA, J. Viscosity effects on thethermal decomposition of bis(perfluoro- 2N-propoxypropionyl) peroxide in densecarbon dioxide and fluorinated solvents En: J. Am. Chem. Soc. 2001, vol. 123 no.30., p. 7199-206.

DEL VALLE, J.; DE LA FUENTE, J.; CARDARELLI, D. Contributions tosupercritical extraction of vegetable substrates in latin america. En: J. Food Eng.


51/67

supercritical CO2 extraction of rosemary (Rosmarinus officinalis) leaves. En: J.Supercrit. Fluids.2011, vol. 55, p. 971-976.

GUPTA, R Y SHIM, J. Solubility in Supercritical Carbon Dioxide. Boca Raton, FL.:CRC PRESS LLC, 2007. 960 p.

HASAN, M y KUMORO, A. Supercritical Carbon Dioxide Extraction ofAndrographolide from Andrographis paniculatu: Effect of the Solvent Flow Rate,Pressure, and Temperature. En: Chin. J. Chem. Eng. 2007, vol. 15 no. 6, p. 877-

883.IBANEZ, L.; KUBTOV, A.; SEORN, F.; CAVERO, S.; REGLERO, G.;HAWTHORNE, S. Subcritical water extraction of antioxidant compounds fromrosemary plants. En: J. Agric. Food Chem.2003, vol. 51 no. 2,. p. 375-82.

IVANOVI, J.; ILAS, S.; JADRANIN, M.; VAJS,V.; BABOVI, N.; PETROVI, S.;IOVI, I. Supercritical carbon dioxide extraction of antioxidants from rosemary

(Rosmarinus officinalisL.) and sage (Salvia officinalisL.). En: J. Serb. Chem. Soc.2009, vol. 77 no. 7, p. 717732.

JECFA. Toxicological evaluation of certain food additives and contaminants infood. En: Who Food Additives Series, 1996 vol. 35. p. 386. Joint FAO/WHOExpert Committee on Food Additives, Geneva.

LEHOTAY, S. Supercritical fluid extraction of pesticides in foods. En: J.

Chromatogr. A.1997, vol. 785, p. 289-312.

LPEZ, S.; RAMOS, E.; IBEZ, E., BUENO, J.; BALLESTER, L.; TABERA, J.;


52/67

MEIRELES, A.; CARVALHO Jr, R.; MOURA, L.; ROSA, P. Supercritical fluidextraction from rosemary (Rosmarinus officinalis): Kinetic data, extracts globalyield, composition, and antioxidant activity. En: J. Supercrit. Fluids. 2005, vol. 35 p.197-204.

MIQUEL, E.; NISSEN.; SKIBSTED, L. Antioxidant evaluation protocols: Foodquality or health effects. En: Eur. Food Res. Technol. 2004, vol. 219 no. 6, p. 561-571.

MONTAGNA, J.; PAULAITIS, M.; PENNINGER, J.; GRAY, R.; DAVISON, K.(Eds.). Chemical engineering at supercritical conditions. Michigan.: ElsevierScience & Technology Books, 1983. 543 p. ISBN 0250405644.

MOURA, P.; PRADO, G.; MEIRELES, A.; PEREIRA, C. Supercritical fluidextraction from guava (Psidium guajava) leaves: Global yield, composition andkinetic data. En: J. Supercrit. Fluids. In Press, Corrected Proof. 2012.

MUKHOPADHYAY, M. Natural extracts using supercritical carbon dioxide. BocaRaton, FL.: CRC PRESS LLC, 2000. 337 p. ISBN 0-8493-0819-4.

OU, B.; HAMPSCH-WOODILL, M.; PRIOR, R. Development and Validation of anImproved Oxygen Radical Absorbance Capacity Assay Using Fluorescein as theFluorescent Probe. En: J. Agric. Food Chem. 2001, vol. 4, p. 46194626.

PREZ, R.; MITCHELL, S.; VARGAS, R. Psidiumguajava: A review of itstraditional uses, phytochemistry and pharmacology. En: J. Ethnopharmacol. 2008,vol. 117, p. 127.


53/67

ROSA, P. T. V.; PARAJ, J. C.; DOMNGUEZ, H.; MOURE, A.; DAZ, B.; SMITH,R. L. Jr.; TOYOMIZU, M.; FLORUSSE, L. J., PETERS, C. J.; GOTO, M.; LUCAS,S.; MEIRELES, M. (Ed). Supercritical and pressurized fluid extraction applied tothe food industry. En: MEIRELES, M. Extracting bioactive compounds for foodproducts: Theory and applications. Boca Raton, FL.: CRC PRESS LLC. 2009. p.269-288.

RUIZ, C.; ARIAS, J.; RAMIREZ, E.; ARIAS, G.; STASHENKO, E. E.; MARTINEZ,J. Combined Optimization of Antioxidant Activity, Phenol Content and Yield of

Sage (Salvia officinalis L.) Extracts Obtained by Supercritical CO2 Extraction. En:International conference: Renewable Wood and Plant Resouces: Chemistry,Technology, Pharmacology, Medicine (21-24, Junio: San Petersburgo, Rusia).Memorias. 2011 p. 180.

SOVOV, H. y ALEKSOVSKY, S. Supercritical CO2 extraction of Salvia officinalisL. En: J. Supercrit. Fuids. 2007, vol. 40, p. 23-245.

SCHWARZ, K y TERNES, W. Antioxidative Constituents of Rosmarinus officinalisand Salvia officinalis. II. Isolation of carnosoic acid and formation of other phenolicditerpenos. En: Z. Lebensm. Unters Forsch. 1992, vol. 195 no. 2, p. 95-8

SDPN, SOCIETE DES PRODUITS NESTLE S.A. Utilizacin del cido carnsicopor sus propiedades anticarcingenas y antivricas. Inventores: AESCHBACH, R. yPHILIPPOSSIAN, G. Int. Cl.: A61K 31/19. Fecha de solicitud: 6, octubre, 1990.Espaa. Patente de investigacin. ES 2 137 963 T39, febrero, 1994.

SHI, J.; KHATRI, M.; JUN XUE, S.; MITTAL, G.; MA, Y.; LI, D. Solubility oflycopene in supercritical CO2 fluid as affected by temperature and pressure. En:


54/67


55/67

ANEXOS

ANEXO A. PLANTAS ESTUDIADAS EN EL PRESENTE TRABAJO.

El Romero (Rosmarinus of f ic inal is),familia Labiada, es una hierba aromticadensa, perenne y resistente de 90 a 200cm de altura con hojas pequeas (2-4 cm)

puntiagudas, pegajosas y resistentes. Seemplea en alimentos funcionales,nutracuticos botnicos y cosmticos. Elromero ha sido aceptado como una de lasespecias con alta actividad antioxidante.Las sustancias asociadas con la actividadantioxidante de los extractos de romero sonditerpenos fenlicos, entre los cuales elcido carnsico y el carnosol, son los mstiles; su contenido en las hojas secasoscila entre 1,5 y 2,5 %.para el cidocarnsico y 0,3 - 0,4 % para el carnosol.

La Salvia (Salvia off icinal is), familia

Labiada, es una planta perenne aromticade hasta 70 cm de altura, con hojasovaladas, nervadura bien marcada y flores


56/67

ANEXO B. DIAGRAMA DE FASES CO2

Figura B3. Diagrama de fases CO2.


57/67

ANEXO C. PLANTA PILOTO DE EXTRACCIN CON FLUIDO SUPERCRTICO.

Figura C1. Planta piloto de extraccin con fluido supercrtico

Partes principales

1.Bomba de altapresin

2. Bomba de cosolvente3. Intercambiador de

calor4. Cmara deextraccin

5. Cilindro colector6. Controlador7. Vlvula de alta

presin BPR

2

5

3

6

7


58/67

ANEXO D. ALGORITMO PARA LA VALIDACIN DEJANDO UNO POR FUERA(LOO)

clcdisp('METODO LEAVE ONE OUT')

//Ingresar los datos

nomvars=['Numero de experimentos';'Numero de terminos'];txtvars=string(zeros(2,1));txtvars=x_mdialog('Ingrese los siguientes datos',nomvars,txtvars);valvars=evstr(txtvars);

NE=valvars(1,1);NT=valvars(2,1);

X=[zeros(NE,NT)];titulos=['Matriz de datos (pulse OK para actulizar)';'Termino1, Termino2, Termino3, Termino4, Termino5, ...'];X=x_matrix(titulos,X);

Y=[zeros(NE,1)];titulos2=['Matriz de datos (pulse OK para actulizar)';'Observable'];

Y=x_matrix(titulos2,Y);

//Entran datos a las matrices

MDE=[zeros(NE-1,NT)];Y1=[zeros(NE-1,1)];MDR=zeros(NE,NT+6);

k=1;j=1;i=1;ret=0;for k = 1:NEfor j = 1:NTfori = 1:(NE 1)


59/67

MDR(k,1)=k;

fori=2:NT+1MDR(k,i)= B(i-1);endMDR(k,NT+2)=sum(SSresid);MDR(k,NT+3)=RMSEC;MDR(k,NT+4)=R2;MDR(k,NT+5)=R2ajust;MDR(k,NT+6)=SSregreval;

end

MDRR=string(zeros(NE+1,NT+6));MDRR(1,1)=['Experimento'];MDRR(1,2)=['INTERCEPTO'];fori=1:NT-1MDRR(1,i+2)=['BETTA'];endMDRR(1,NT+2)=['SSresiduales'];MDRR(1,NT+3)=['RMSEC'];MDRR(1,NT+4)=['R2'];MDRR(1,NT+5)=['R2 ajustado'];

MDRR(1,NT+6)=['E de valid al cuadrado'];MDRR(2:NE+1,1:NT+6)=string(MDR);MDSS=mean(MDR(:,NT+2));

disp(MDRR);disp('Media de los residuales');disp(MDSS);disp('Suma de los errores de validacin al cuadrado');disp(mean(MDR(:,NT+6)));

RESPUESTA=MDR;editvar RESPUESTA


60/67

ANEXO E.ANLISIS POR HPLC.

Tabla E1. Tiempo de retencin promedio de los 24 compuestos antioxidantes,analizados por HPLC-DAD

N

Pico

Analito Tiempo de

retencin1 cido glico 1.882 Teobromina 3.463 Teofilina 5.454 cidop-hidroxibenzoico 6.385 (-)-Epigalocatequina 9.056 ()-Catequina 9.60

7 cido vanlico 9.998 cido cafico 11.289 Cafena 11.7510 (-)-Epicatequina 16.1011 (-)-Epigalocatequina galato 16.4512 cidop-cumrico 16.6613 cido ferlico 18.15

14 (-)-Epicatequina galato 19.2015 cido rosmarnico 21.5116 cido trans cinmico 24 48


61/67

Figura E1. Perfil cromatogrfico de una solucin 20 ppm de los 24 compuestosantioxidantes


62/67

ANEXO F. GRFICAS DE SUPERFICIE DE RESPUESTA RSM

Figura F1. Rendimiento del extracto en funcin de las variables independientesflujo, presin y tiempo; en el modelo propuesto para la especie de romero.

Flujo

Presin

Rendimie

nto

-1

1357

-2

-101234-0,3

0,7

1,7

2,7

3,7

4,7

Funcin

1,0

1,5

2,02,5

3,0

3,5

Re

ndimiento

46

1

3

50

2

4

6

8

10

Funcin

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,54,0

A.

B.


63/67


64/67

Figura F3. Rendimiento del extracto en funcin de las variables independientesflujo, presin y tiempo; en el modelo propuesto para la especie de guayaba.

FlujoPresin

Ren

dimiento

-1

1

3

5

7

-4-3-2-101

-1,4-0,4

0,6

1,6

2,6

Funcin

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,41,6

1,8

2,0

Fl jTiempo

Rendimiento

3 -1 1 3

5 7

-3-11357-2,6

-1,6

-0,6

0,4

1,4

2,4

3,4

Funcin0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

B.

A.


65/67

65

ANEXO G. FRAGMENTOS AMPLIFICADOS DE LOS CROMATOGRAMAS OBTENIDOS POR HPLC-DAD.

A.

B.

C.

D.

cidocarnsico

Figura G1. A. Extracto de romero (Rosmarinus officinalis L.). B. Extracto de romero enriquecido con cidocarnsico. C. Solucin patrn de cido carnsico (40 ppm). D. Espectro ultravioleta- visible del cido carnsicotomado a 210 nm. Columna KINETICS 2.6u C18 100 (100 mm x 4,6 mm x 2,6 m). Tomado del informe de avanceNo. 3, del proyecto Desarrollo de nuevos productos antioxidantes naturales para la industria cosmtica realizadopor el grupo de investigacin CIBIMOL para la Gobernacin de Santander.


66/67

66

cidocarnsicoA.

B.

C.

D.

cidocarnsico

Figura G2. A. Extracto de salvia (Salvia officinalis L.). B.Extracto de salvia enriquecido con cido carnsico. C.Solucin patrn de cido carnsico (40 ppm). D.Espectro ultravioleta- visible del cido carnsico tomado a 210 nm.Columna KINETICS 2.6u C18 100 (100 mm x 4,6 mm x 2,6 m). Tomado del informe de avance No. 3, delproyecto Desarrollo de nuevos productos antioxidantes naturales para la industria cosmtica realizado por el grupode investigacin CIBIMOL para la Gobernacin de Santander.


67/67

67

A.

B.

C.

D.

cidocarnsico

Figura G3. A. Extracto de hojas de guayaba (Psidiumguajava L.). B.Extracto de hojas de guayaba enriquecido concido carnsico. C.Solucin patrn de cido carnsico (40 ppm). D.Espectro ultravioleta- visible del cido carnsicotomado a 210 nm. Columna KINETICS 2.6u C18 100 (100 mm x 4,6 mm x 2,6 m) . Tomado del informe de avanceNo. 3, del proyecto Desarrollo de nuevos productos antioxidantes naturales para la industria cosmtica realizadopor el grupo de investigacin CIBIMOL para la Gobernacin de Santander.

Super Critic o

Documents

Transcript of Super Critic o