Extraccion de aceites esenciales de Ajo (Allium sativum) asistido por microondas

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Agradecimientos

Agradezco a los profesores que me acompañaron en el transcurso de mi etapa como TSU. A la Dra. Dulce Vallejo y la Dra. Ma. Elia Hoz, por tutorarme en los últimos dos años.

Agradezco al CICATA Altamira por permitirme desarrollar este proyecto en sus instalaciones, y a la Dra. Ana López Oyama por asesorarme y permitirme realizar mis estadías con ella. 

Reconocimientos

A mi familia, por brindarme su apoyo incondicional.

A mis amigos, por siempre estar a mi lado.

A mis profesores, por acompañarme en el camino.

Índice

Introducción9

1. Capítulo 1 Datos generales de la empresa10

1.1 CICATA Unidad Altamira 11

1.1.1 Visión11

1.1.2 Misión11

1.1.3 Localización de la empresa12

1.2 Antecedentes13

1.3 Organigrama de la empresa16

2. Capítulo 2 Extracción de aceites esenciales de Ajo (Allium sativum) asistido por microondas17

2.1 Planteamiento del problema18

2.2 Delimitaciones19

2.3 Justificación19

2.4 Objetivo20

        2.4.1 Objetivo general20

        2.4.2 Objetivos particulares20

3. Capítulo 3 Hipótesis y Variables21

3.1 Hipótesis22

3.2 Variable dependiente22

3.3 Variable independiente22

4. Capítulo 4 Desarrollo23

4.1 Marco teórico24

        4.1.1 Antecedentes24

        4.1.2 Ajo (Allium sativum) 25

                4.1.2.1 Composición química del ajo25

        4.1.3 Aceites esenciales27

        4.1.4 Métodos de extracción de aceites esenciales28

                4.1.4.1 Hidrodestilación28

                4.1.4.2 Destilación con equipo Soxhlet30

                4.1.4.3 Extracción asistido por microondas31

        4.1.5 Extracción sin solvente asistida por microondas32

        4.1.6 Nanotecnología32

        4.1.7 Nanotecnología verde33

        4.1.8 Nanopartículas34

        4.1.9 Métodos de síntesis de nanopartículas35

                4.1.9.1 Aproximación Top-down34

                4.1.9.2 Aproximación Bottom-up34

                4.1.9.3 Reducción Química34

                4.1.9.4 Biosíntesis de nanopartículas35

        4.1.10 Caracterización de aceites esenciales36

                4.1.10.1 Espectrometría Infrarroja por transformada de Fourier (FTIR)                 36

4.2 Metodología37

        4.2.1 Materiales37

        4.2.2 Modificación del horno de microondas37

        4.2.3 Preparación de la muestra38

        4.2.4 Extracción de aceite esencial38

        4.2.5 Caracterización de los aceites esenciales39

        4.2.6 Síntesis de Nanopartículas40

                4.2.6.1 Preparación de la solución de Ajo40

                4.2.6.2 Reducción de nanopartículas40

4.3 Resultados41

        4.3.1 Rendimiento de los aceites esenciales43

        4.3.2 Caracterización de los aceites esenciales45

        4.3.3 Síntesis de nanopartículas49

5. Conclusiones50

6. Glosario51

7. Anexos52

8. Bibliografía54

Índice de Figuras

Figura 1.1 Ubicación del CICATA Unidad Altamira12

Figura 1.2 Organigrama del CICATA Unidad Altamira16

Figura 4.1 Estructuras moleculares de los compuestos del Ajo26

Figura 4.2 Sistema de hidrodestilación por alambique28

Figura 4.3a Sistema de hidrodestilación con trampa Clevenger para sustancias más densas que el agua29

Figura 4.3b Sistema de hidrodestilación con trampa Clevenger para sustancias menos densas que el agua 29

Figura 4.4 Partes del Equipo Soxhlet30

Figura 4.5a Horno de microondas adaptado para hidrodestilación con trampa Clevenger31

Figura 4.5b Horno de microondas adaptado para hidrodestilación con alambique30

Figura 4.6 Nanoestructuras según sus dimensiones33

Figura 4.7 Perforación en la parte superior del microondas37

Figura 4.8 Soluciones de nitrato de plata después de la reducción a nanopartículas49

Índice de Tablas

Tabla 4.1 Variantes en el proceso de extracción39

Tabla 4.2 Comparación en los tiempos teóricos y reales41

Tabla 4.3 Diferencia de volumen utilizando agua42

Tabla 4.4 Diferencia de volumen utilizando etanol42

Tabla 4.5 Diferencia de volumen en proceso SFME42

Tabla 4.6 Rendimiento y densidad promedio de los AE44

Índice de Ecuaciones

Ecuación 4.1 Determinación del rendimiento de los AE42

Índice de Gráficas

Grafica 4.1 Comparación en el rendimiento por ensayo43

Grafica 4.2 FTIR de los extractos obtenidos utilizando agua como solvente.45

Grafica 4.3 FTIR de los extractos obtenidos utilizando etanol como solvente.46

Grafica 4.4 FTIR de SFME antes y después de la evaporación del agua del material vegetal 47

Grafica 4.5 Comparativa entro los espectros FTIR con y sin presencia de solvente48

Introducción

La obtención de aceites esenciales ha sido una técnica que se sigue perfeccionado hasta la actualidad. En la antigüedad, grandes civilizaciones diseñaron métodos de extracción que han llegado hasta nuestros días y que nos permiten tener acceso a estos componentes de las plantas.  

El uso de tecnología para la obtención de aceites esenciales, permite optimizar los métodos ya existentes, que a su vez busca innovar y encontrar la manera de hacer que estos procesos sean más amigables con el medio ambiente.

En años mas recientes, los procesos asistidos por microondas se han ido refinando y han causado gran interés por los beneficios que ofrecen en comparación a los métodos convencionales parala extracción de aceites esenciales. Desde una reducción considerable del tiempo de procesamiento, así como la posibilidad de no utilizar solvente, aprovechando solamente el agua contenida en el material vegetal.

Estos procesos muestran una mejora en el rendimiento que se obtiene en relación a la cantidad de material utilizado, logrando preservar las moléculas y compuestos aromáticos de la planta.

En primer lugar, este trabajo de investigación busca encontrar la mejor vía para la obtención de aceites esenciales de Ajo (Allium sativum), permitiendo variables como el uso de agua y etanol como solventes, y utilizar un proceso de extracción sin solvente (SFME) comparando la calidad de los aceites obtenidos, así como el rendimiento de estos.

En segundo, se propone la utilización de aceites esenciales de ajo para la reducción de nanopartículas de plata, procurando preservar las características antibacterianas de la plata y el ajo en conjunto para su futura aplicación.

CAPITULO 1

Datos Generales de la Empresa

1.1 CICATA Unidad Altamira

El Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada Unidad Altamira, es un Centro dedicado al desarrollo de investigaciones científicas y tecnológicas, a la docencia de nivel posgrado y a la prestación de servicios tecnológicos que permitan incrementar la competitividad de los sectores productivos de bienes y servicios, a través de la formación de recursos humanos capaces de responder a las necesidades económicas, ambientales, políticas y sociales para el desarrollo tecnológico de la región y del país.

1. Misión

CICATA Unidad Altamira tiene como misión contribuir a la sociedad a través de la preparación de capital humano capaz de ofrecer el más alto desempeño en la educación, investigación y desarrollo tecnológico de excelencia. ​

1. Visión

CICATA Unidad Altamira tiene como visión proveer educación de calidad para generar capital humano altamente calificado para el sector académico, productivo e industrial con el más amplio sentido de responsabilidad y respeto al medio ambiente a través de la optimización y el buen uso de los recursos naturales. ​​​

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