Extractos de plantas

Extractos de plantas en el cuidado de la piel

La naturaleza es fuente de muchas sustancias con propiedades muy diferentes. Por lo tanto, no es de extrañar que durante muchos años se hayan encontrado, y se sigan encontrando, sustancias interesantes en ella. Hay, por ejemplo, muchos medicamentos que provienen directamente de la naturaleza, o al menos están inspirados en sustancias naturales. En otras áreas, las sustancias naturales también juegan un papel importante, por ejemplo, en cosmética, donde están ganando cada vez más protagonismo.

EXTRACCIONES EN COSMÉTICA

La naturaleza a menudo ha desarrollado propiedades que son muy útiles y pueden ser difíciles de obtener de otras formas. Por ejemplo, las plantas contienen muchas sustancias antioxidantes, antiinflamatorias, antimicrobianas, limpiadoras, exfoliantes, constructoras de barreras e hidratantes interesantes. Un ejemplo es el rooibos, cuyo nombre latino es Aspalathus linearis. Los extractos de esta planta pueden tener importantes propiedades antioxidantes y antibacterianas que pueden ser beneficiosas para la piel con impurezas. Otro buen ejemplo es la conocida planta medicinal manzanilla, con el nombre en latín Anthemis nobilis, cuyas corolas se utilizan con mayor frecuencia para extraer sustancias, por ejemplo con propiedades antiinflamatorias. Algunas de las sustancias activas de la manzanilla son el camazuleno y el α-Bisabolol. Un tercer ejemplo podría ser el extracto de la higuera, Opuntia ficus-indica, que tiene buenas propiedades hidratantes y antioxidantes. Por supuesto, los animales también pueden fabricar sustancias interesantes. Por ejemplo, las abejas, de las que obtenemos miel y cera de abeja; los peces, de los que podemos extraer colágeno que conserva la humedad; y los gusanos de seda, de los que obtenemos seda, de la que podemos extraer ciertas proteínas con interesantes propiedades hidratantes para la piel y el cabello. Las sustancias deseadas se obtienen de la naturaleza mediante varios procesos de extracción.

PROCESOS DE EXTRACCIÓN

La extracción es el proceso de separar o extraer algo de donde estaba originalmente: una matriz. Hay muchas técnicas de extracción y muchos lugares donde se utilizan. Por ejemplo, en casa, en la cocina; en hospitales; en plantas de tratamiento de aguas residuales; en empresas que elaboran alimentos, productos farmacéuticos y materias primas para otras industrias; y en muchos lugares más. La extracción también ha tenido históricamente una gran importancia.

La extracción se puede dividir en varios tipos diferentes y de diferentes maneras. Una división general puede ser distinguir entre si la matriz de la que se desea extraer algo está en forma sólida o líquida. De la misma manera, puedes distinguir según si el agente de extracción que utilizas para extraer está en forma sólida, líquida o gaseosa. En general, los tipos son, por tanto, extracción líquido/líquido, extracción sólido/líquido, extracción sólido/gas o extracción líquido/sólido.

A continuación, presentamos algunas técnicas de extracción diferentes, que se utilizan, por ejemplo, para la extracción de materiales vegetales.

MACERACIÓN

La maceración es una técnica de extracción sólido/líquido relativamente simple en la que el material que hay que extraer se sumerge en el disolvente a temperatura ambiente durante un mínimo de 3 días con agitación regular y luego se filtra. Esta técnica se utiliza, entre otras cosas, en la vinificación (el primer proceso de fermentación).

En la maceración se pueden utilizar diferentes disolventes que son líquidos a temperatura ambiente. Por lo general, esta técnica requiere una gran cantidad de disolvente, pero es suave con las sustancias sensibles al calor en el material vegetal.

INFUSIÓN

La infusión también es una técnica sencilla en la que el disolvente, que suele ser agua, está frío o caliente (punto de ebullición) o en algún punto intermedio. El tiempo de extracción suele ser de minutos después de la filtración y, a menudo, la proporción entre el material y el disolvente será fija. La elaboración de la cerveza es una infusión. Con esta técnica se obtienen sustancias que se disuelven relativamente rápido en el disolvente (dependiendo del tiempo de extracción).

Existe una técnica muy similar llamada «digestión», donde el disolvente se calienta un poco durante la extracción, por lo que se extrae un poco más de sustancia del material.

DECOCCIÓN

En las decocciones se usa a menudo agua en el punto de ebullición como disolvente. La proporción entre el material y el disolvente (por ejemplo, 1:4) y el tiempo de extracción (normalmente en minutos) suelen ser fijos. En algunos casos, el extracto se hierve durante la extracción para que la cantidad de disolvente se reduzca, por lo que el extracto resultante se concentra antes de filtrarlo. Esta técnica se utiliza para algunos tipos de preparación de café. Con respecto a la maceración y la infusión, también se obtienen un poco más de sustancias solubles en aceite del material. La técnica no es adecuada para sustancias termolábiles.

PERCOLACIÓN

La percolación es similar a las técnicas anteriores, pero aquí se deja que el disolvente penetre a través de una capa del material que se desea extraer. A menudo se utiliza un dispositivo en forma de embudo, en el que se coloca el material, el cual puede humedecerse primero con el disolvente durante un tiempo antes de verter el disolvente frío o caliente, y a continuación se deja que penetre lentamente (en algunos casos, se deja en remojo durante algún tiempo antes de abrir el embudo por la parte inferior y que el extracto gotee). Esta técnica es conocida, entre otras cosas, por la preparación del café.

EXTRACCIÓN CALIENTE CONTINUA (REFLUJO): SOXHLET

En esta técnica de extracción se suele utilizar un equipo cerrado especial llamado «Soxhlet» (llamado así por el inventor, Franz von Soxhlet), donde el material finamente dividido que se quiere extraer se coloca en un recipiente especial, mientras que el disolvente se encuentra en un matraz en la parte de abajo. El solvente se calienta mientras se agita para que sus vapores asciendan en el Soxhlet, se condensen en un tubo de refrigeración y goteen en el recipiente con el material donde se realiza la extracción. Cuando este recipiente se llena, el líquido de extracción baja al matraz y de esta manera el proceso de reflujo continúa varias veces. Este proceso utiliza menos disolvente que las técnicas descritas anteriormente, pero no es adecuado para sustancias termolábiles. Se pueden utilizar diferentes disolventes para esta técnica, que determinarán la composición del extracto final. La técnica se utiliza, entre otras cosas, en estudios de laboratorio de muestras ambientales y alimentos.

EXTRACCIÓN CON LÍQUIDO A PRESIÓN

Esta técnica también se denomina extracción acelerada con disolvente y es, como su nombre indica, extracción con un disolvente en forma líquida a alta presión (normalmente 50-100 Atm), que se calienta para que el disolvente permanezca en forma líquida. Es una extracción relativamente rápida y eficiente, y la cantidad de disolvente es relativamente baja. El disolvente puede ser, por ejemplo, etanol y agua.

EXTRACCIÓN DE FLUIDO SUPERCRÍTICO

Esta técnica, una de las más novedosas, consiste en, en lugar de un disolvente en forma líquida bajo presión y temperatura normales,usar un disolvente que normalmente estará en forma de gas, pero que mediante una combinación de presión y temperatura más altas (dependiendo del punto crítico del gas) llega a una forma de fluido supercrítico, que tiene una alta densidad y propiedades algo similares a las del líquido y el gas. Proporciona propiedades de extracción especiales que se pueden ajustar con presión y temperatura. El disolvente más común es el CO2, que se obtiene en forma de líquido supercrítico con una presión superior a 73 Atm y a una temperatura superior a 31 °C. Por lo tanto, es adecuado para extraer sustancias sensibles al calor, como algunos aceites aromáticos.

Otras ventajas son que el CO2 es una sustancia segura, barata y no dañina para el medioambiente, y que el disolvente (CO2) se puede eliminar fácilmente, por lo que se obtiene extracto sin disolvente después de la extracción. Sin embargo, el CO2 tiene algunas limitaciones (como todos los disolventes) en cuanto a las sustancias que puede extraer: se extraen principalmente las sustancias más lipófilas. Esto se puede remediar en cierta medida agregando pequeñas cantidades de otras sustancias al CO2, como el etanol. Esta técnica se utiliza, entre otras cosas, para reducir el contenido de cafeína del café y para ciertos extractos de plantas, como los aceites esenciales y las oleorresinas.

ULTRASONIDOS, MICROONDAS Y TÉCNICAS DE EXTRACCIÓN ASISTIDA

Se puede aumentar el rendimiento del proceso de extracción «añadiendo» diferentes técnicas:

Con ultrasonido (sonicación), se agrega a la extracción una frecuencia de ultrasonido entre 20 y 2000 kHz, que, entre otras cosas, aumenta la permeabilidad de las paredes celulares del material y, por lo tanto, facilita la liberación de sustancias de este, por lo que se puede acortar el tiempo de extracción y se tiene que usar menos disolvente. Una desventaja del ultrasonido es que puede cambiar algunas sustancias naturales, de modo que se generen radicales libres.

Con las microondas, el calor se genera al interactuar con sustancias polares como el agua, lo que aumenta el rendimiento de extracción en menos tiempo y reduce el consumo de solventes. No es adecuado para sustancias termolábiles, y el proceso de calentamiento no es completamente uniforme durante la extracción.

Las enzimas pueden, entre otras cosas, ayudar a descomponer las paredes celulares y las membranas del material y, por lo tanto, facilitar la liberación de sustancias del material.

TÉCNICAS DE HIDRODESTILACIÓN

Estas técnicas se utilizan principalmente para extraer sustancias volátiles como los aceites esenciales. Existen técnicas ligeramente diferentes, pero básicamente se trata de utilizar agua caliente o vapores de agua o vapores de otros disolventes para extraer sustancias del material. Las sustancias volátiles vienen en forma gaseosa en el recipiente cerrado y se condensan junto con el solvente en un líquido, después de lo cual se pueden separar los dos componentes. A menudo se intenta mantener la temperatura lo más baja posible, ya que muchas sustancias volátiles de las plantas son sensibles a la temperatura. La destilación al vapor es la técnica más común para extraer aceites esenciales.

PRENSADO

Cuando se prensan, los aceites (normalmente) se extraen sin más de las glándulas de la planta que los produce. No todos los materiales vegetales son adecuados para esta técnica y, por lo general, no es tan eficiente como la extracción con solvente. Con el fin de optimizar la utilización del material vegetal, a menudo se opta por realizar una extracción «adicional» con disolvente, de modo que se extraiga una mayor cantidad de las sustancias deseadas.

El proceso de prensado se utiliza normalmente para el material vegetal fresco, sin el uso de disolvente (el material vegetal contendrá líquido), y puede ser en caliente o en frío; la técnica se utiliza, entre otras cosas, para el aceite de oliva prensado en frío. Un tipo de aceites esenciales que normalmente se producen mediante prensado son los aceites esenciales de cáscara de cítricos.

Fuentes:

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Azwanida, NN. A Review on the Extraction Methods Use in Medicinal Plants, Principle, Strength and Limitation. Medicinal and Aromatic plants 4 (2015): 1-6

Patel, K., Panchal, N., Ingle, P., Review of Extraction Techniques – Extraction Methods: Microwave, Ultrasonic, Pressurized Fluid, Soxhlet Extraction, Etc. International Journal of Advanced Research in Chemical Science 2019, 6(3): 06-21

Handa, S. S., Khanuja, S. P. S., Longo, G. & Rakesh, D. D. (2008). Extraction Technologies for Medicinal and Aromatic Plants. United Nations Industrial Development Organization and the International Centre for Science and High Technology

Berkem website. Plant Extraction: the heart of Berkem’s trade. Lokaliseret 3. Juli 2021: https://www.berkem.com/en/expertise-en/plant-extraction