Aplicación del ultrasonido en la extracción por hidrodestilación y microondas de aceite esencial de cáscara de limón (Citrus aurantifolia)

Abstract

El presente trabajo se centró en la aplicación del ultrasonido como tratamiento previo a la extracción asistida por microondas del aceite esencial de cáscara de limón (Citrus aurantifolia). Se determinó los parámetros de temperatura y tiempo de ultrasonido que maximizaron el rendimiento en la extracción del aceite esencial de limón aplicando la Metodología de Superficie de Respuesta (RSM) mediante el Software Design Expert® DX7Trial/dX7 con un Diseño Central Compuesto. Los rangos de las variables independientes examinadas (factores), fueron identificados por pruebas preliminares y por especificaciones técnicas del equipo ultrasónico; el tiempo de ultrasonido evaluado fue de 1 min a 35 min y la temperatura de ultrasonido fue de 22 ºC a 43 ºC. Seguido al pretratamiento se extrajo el aceite esencial con el equipo Mycroware Gravity Station a una potencia de 720 W por un tiempo de 15 minutos. Mediante la metodología de superficie de respuesta se obtuvo 11 tratamientos (tres repeticiones del punto central), los cuales se ajustaron a una ecuación polinómica de tercer orden, los resultados mostraron que el tiempo y temperatura de ultrasonido tuvieron un efecto significativo (p <0.05) en el rendimiento del aceite esencial. Se determinó que a una temperatura de 25 °C y un tiempo de 22 minutos de ultrasonido se obtuvo el mayor rendimiento de aceite esencial que fue de 2.56 por ciento (base seca). El rendimiento, así como las propiedades fisicoquímicas se compararon con un patrón (extracción solo por microondas sin ningún pretratamiento) (1.83 por ciento), y la extracción por el método convencional de hidrodestilación (1.92 por ciento). La cromatografía de gases acoplada a un espectrómetro de masas (GC-MS) se utilizó para identificar los compuestos del aceite esencial obtenido por microondas con pretratamiento de ultrasonido. Se obtuvo 51.82 por ciento de limoneno, compuesto más abundante en el aceite esencial de cítricos.

The present work focused on the application of ultrasound as a treatment prior to the microwave-assisted extraction of the essential oil of lemon peel (Citrus aurantifolia). The ultrasound temperature and time parameters that maximized the performance in the extraction of lemon essential oil were determined by applying the Response Surface Methodology (RSM) using the Design Expert® DX7Trial / dX7 Software with a Composite Central Design. The ranges of the independent variables examined (factors) were identified by preliminary tests and by technical specifications of the ultrasonic equipment; the evaluated ultrasound time was from 1 min to 35 min and the ultrasound temperature was from 22ºC to 43ºC. Following the pretreatment, the essential oil was extracted with the Mycroware Gravity Station equipment at a power of 720 W for a period of 15 minutes. Through the response surface methodology, 11 treatments were obtained (three repetitions of the central point), which were adjusted to a third order polynomial equation, the results showed that the ultrasound time and temperature had a significant effect (p <0.05) in essential oil yield. It was determined that at a temperature of 25 ° C and a time of 22 minutes of ultrasound, the highest yield of essential oil was obtained, which was 2.56 percent (dry basis). The yield, as well as the physicochemical properties were compared with a standard (extraction only by microwaves without any pretreatment) (1.83 percent), and extraction by the conventional hydrodistillation method (1.92 percent). Gas chromatography coupled to a mass spectrometer (GC-MS) was used to identify the essential oil compounds obtained by microwaves with ultrasound pretreatment. 51.82 percent of limonene was obtained, the most abundant compound in citrus essential oil.