Hidrodestilación asistida por microondas de aceite esencial de Cúrcuma longa (rizomas): optimización mediante superficie de respuesta

Microwave-assisted hydrodistillation of Curcuma longa essential oil (rhizomes): optimization by response surface

Las propiedades de las plantas de la familia Zingiberaceae son ampliamente conocidas a nivel mundial, en medicina tradicional, como antiinflamatorio, antioxidante, antiviral, entre otras. Enmarcados en el alto valor bioquímico de esta familia, esta investigación se centró en la optimización de un método de extracción de aceites esenciales de Cúrcuma longa a partir de rizomas secos de muestras colectadas en el Departamento del Quindío (Colombia), utilizando hidrodestilación asistida por microondas y evaluando variables optimizadas por metodología de superficie de respuesta. Los resultados obtenidos de la optimización mostraron una considerable mejora en la extracción de los aceites desde múltiples aspectos y variables, comparados con la hidrodestilación convencional. El rendimiento en la obtención del aceite esencial aumentó en un 32 %, se evidenció un incremento en un 31 % en la α-Turmerona como componente más abundante, el tiempo de extracción se redujo de 120 a 59 minutos, y el consumo de energía y emisión de CO2 se redujo a una tercera parte. Estos interesantes resultados incentivan el potencial mejoramiento de posibles aplicaciones en salud, alimentos o cosmética.

1. INTRODUCCIÓN

Cúrcuma longa L. pertenece a la familia Zingiberaceae, sus rizomas son muy utilizados como colorante y aromatizante en la cocina oriental. Esta especie se distribuye en las regiones tropicales y subtropicales del mundo, y se cultiva ampliamente en países asiáticos, especialmente en India y China. Se ha utilizado en cosmética y en la medicina tradicional, donde se destaca por tener actividades antiinflamatorias, antioxidantes, antimicrobianas, anticancerígenas y antivirales (Mallmann et al., 2017; Rajkumari & Sanatombi, 2018; Villegas et al., 2021; Zhang et al., 2017, 2020).

Los Aceites Esenciales (AE), extraídos de los rizomas de Cúrcuma longa son ricos en sesquiterpenos, donde se presentan como componentes mayoritarios el zingibereno, arturmerona, α-turmerona, β-turmerona y germacrona. El rendimiento y la calidad de los AE varía con la ubicación geográfica, las condiciones agroclimáticas, método de extracción, entre otros factores (Mallmann et al., 2017; Ray et al., 2021; Sahoo et al., 2019; Zhang et al., 2020).

Los AE usualmente se obtienen mediante hidrodestilación (HD), extracción con disolventes orgánicos y destilación por arrastre con vapor. Estos métodos convencionales tienen algunos inconvenientes, principalmente relacionados con la calidad y cantidad de los AE (Mokhtarikhah et al., 2020). En los últimos años se han utilizado algunas técnicas de extracción novedosas que incluyen fluidos supercríticos (EFS), extracción asistida por ultrasonido (EAU), y la hidrodestilación asistida por microondas (HDAM), que se aplican como alternativas avanzadas enmarcadas en AE. Estos métodos emergentes y alternativos reducen los tiempos de extracción, mejoran los rendimientos, reducen y eliminan el uso de solventes, minimizan los impactos ambientales y aumentan la calidad de los AE (Zhang et al., 2019; Zhang et al., 2017).