Compuestos bioactivos de fuentes naturales y tecnologías alternativas

Dr. Jorge Enrique Wong Paz

Dra. Diana Beatriz Muñiz Márquez

M. en C. María del Carmen Gutiérrez Sánchez

Universidad Autónoma de San Luis Potosí

Facultad de Estudios Profesionales Zona Huasteca

Los métodos de extracción convencionales como la maceración, soxhlet (un aparato utilizado para extraer sustancias de baja solubilidad) o hidrodestilación, por ejemplo, presentan la desventaja de utilizar grandes cantidades de solventes y conllevan un mayor tiempo de extracción, lo cual puede ocasionar la degradación de los compuestos de interés. En la actualidad, las tecnologías alternativas han demostrado ser los métodos más eficientes para la extracción de compuestos bioactivos a partir de fuentes naturales. Algunos ejemplos de tecnologías alternativas comúnmente utilizadas son la extracción asistida por ultrasonido (EAU), la extracción asistida por microondas (EAM) y la extracción con fluidos supercríticos (EAFS). Pero, ¿en qué consiste cada una de ellas?

La extracción asistida por ultrasonido (EAU), se ha utilizado en gran medida desde la década de los 80, para obtener compuestos de origen vegetal como plantas y frutas¹. Es un método de extracción de bajo costo y requiere un mínimo de instrumentos para desarrollarlo. Su uso es bastante conveniente frente a otros métodos que afectan la estabilidad de los componentes bioactivos que requieren temperaturas elevadas. Dentro de la amplia gama de compuestos bioactivos que pueden ser obtenidos a través de estas tecnologías, destacan los compuestos aromáticos, aceites esenciales, polifenoles, isoflavonoides, saponinas, pigmentos y azúcares². 

En la extracción por ultrasonido (EAU) se utiliza la propagación de ondas ultrasónicas que van desde 20 kHz a 100 MHz, por lo que el primer fenómeno que ocurre es la fragmentación de compuestos, seguido de un proceso de cavitación, implosión y liberación del material de interés³. Haciendo una comparación de este método con los métodos convencionales, EAU es una técnica de extracción que ofrece muchas ventajas como selectividad, alta eficiencia y productividad, calidad mejorada, bajo gasto de energía, reducción en el tiempo de extracción y consumo de disolventes, reducción de productos químicos, es un método respetuoso con el medio ambiente, etc.

Al igual que la EAU, la extracción asistida por microondas (EAM), también representa una excelente opción con diversas ventajas para la extracción de compuestos bioactivos. La frecuencia de las microondas oscila entre 300 MHz a 300 GHz, son de naturaleza electromagnética no ionizante⁴, por lo que se presentan frecuencias magnéticas y eléctricas. La EAM se puede realizar utilizando extracción por disolvente asistida con microondas o la extracción con recipiente cerrado/multimodo utilizando alta presión y temperatura⁴. Los procesos que se presentan son separación de solutos mediante temperatura y presión elevadas, difusión del disolvente a través de la muestra y liberación de compuestos hacia el disolvente⁵.  

En lo que respecta a la extracción asistida por fluidos supercríticos (EAFS) es una técnica que favorece una rápida extracción; se utilizan temperaturas moderadas, lo que evita la degradación de los compuestos de interés, por lo que se elimina la etapa de lavado y esto conlleva a no utilizar disolventes tóxicos en el desarrollo de la técnica y particularmente, se utiliza dióxido de carbono. En sí, la técnica consiste en colocar el material a procesar dentro de un reactor que se introduce en el recipiente de extracción, el fluido supercrítico (FS) se carga desde la parte inferior del recipiente extractor, el cual migra a otra sección del sistema denominado separador, a través de una válvula de despresurización; finalmente, el extracto se recoge en el colector⁶. La EAFS es una técnica favorable para la recuperación de compuestos bioactivos de origen vegetal debido a que es un método amigable con el medio ambiente y no daña la salud de quien lo utiliza.

Por lo anterior, las tecnologías alternativas representan una excelente oportunidad para la extracción de compuestos bioactivos de fuentes naturales, pues, proporcionan ventajas tales como bajo costo, no daño al medio ambiente ni a la salud humana, reducen el uso de disolventes orgánicos y no afectan la estabilidad de los componentes activos por el uso de temperaturas no elevadas. ¿Ya las conocías? ¿Cuál vas a utilizar en tu próxima extracción de compuestos bioactivos?

Referencias:

1. Wong-Paz, J. E., Muñiz-Márquez, D., Aguilar-Zarate, P., Ascacio-Valdés, J., Cruz, K., Reyes-Luna, C. & Aguilar, C. (2017). Extraction of Bioactive Phenolic Compounds by Alternative Technologies. In A. M. Grumezescu & A. M. Holban (Eds.), Ingredients Extraction by Physicochemical Methods in Food (pp. 229-252). London, United Kindgdom: Academic Press. DOI: 10.1016/B978-0-12-811521-3.00005-3.
2. Rodríguez Riera, Z., Robaina Mesa, M., Jáuregui Haza, U. J., Blanco González, A., & Rodríguez-Chanfrau, J. E. (2014). Use of ultrasonic radiation for the extraction of bioactive compounds from natural sources. Cenic, 45(January 2015), 139–147. https://www.researchgate.net/publication/270273043.
3. Medina-Torres, N., Ayora-Talavera, T., Espinosa-Andrews, H., Sánchez-Contreras, A. & Pacheco, N. (2017). Ultrasound assisted extraction for the recovery of phenolic compounds from vegetable sources. Agronomy, 7(47), 1-19. https://doi.org/10.3390/agronomy7030047.
4. Al-Mamoori, F. & Al-Janabi, R. (2018). Recent advances in microwave-assisted extraction (MAE) of medicinal plants: a review. International Research Journal of Pharmacy, 9(6), 22-29. DOI: 10.7897/2230-8407.09684.
5. Sadeghi, A., Hakimzadeh, V. & Karimifar, B. (2017). Microwave assisted extraction of bioactive compounds from food: a review. International Journal of Food Science and Nutrition Engineering, 7(1), 19-27. DOI:10.5923/j.food.20170701.03. 
6. Yousefi, M., Nasrabadi, M. R., Pourmortazavi, S. M., Wysokowski, M., Jesionowski, T., Ehrlich, H. & Mirsadeghi, S. (2019). Supercritical fluid extraction of essential oils. Trends in Analytical Chemistry, 118, 182-193. https://doi.org/10.1016/j.trac.2019.05.038.