Rendimiento de extracción por hidrodestilación del aceite esencial de Piper aduncum L. (matico) mediante un modelo cinético

Autores/as

  • Frank Fernández Rosillo Instituto de Investigación de Ciencia de Datos de la Universidad Nacional de Jaén, Perú
  • Lenin Quiñones Huatangari Instituto de Investigación de Ciencia de Datos de la Universidad Nacional de Jaén, Perú
  • Telemia Sarai Ojeda Gaona Instituto de Investigación de Ciencia de Datos de la Universidad Nacional de Jaén, Perú
  • Daniela del Pilar Alfaro Montero Instituto de Investigación de Ciencia de Datos de la Universidad Nacional de Jaén, Perú
  • Royler Jeimis Yalta Meza Centro de Producción de Bienes y Servicios de la Universidad Nacional de Jaén, Perú
  • Eliana Milagros Cabrejos Barrios Instituto de Investigación de Ciencia de Datos de la Universidad Nacional de Jaén, Perú
  • Alexander Huamán Mera Instituto de Investigación Interfacultades de Cambio Climático y Paisajes de la Universidad Nacional de Jaén, Perú

DOI:

https://doi.org/10.55996/dekamuagropec.v5i1.208

Palabras clave:

Modelamiento matemático, extracto de plantas, metabolitos secundarios, métodos de extracción

Resumen

Los aceites esenciales tienen demanda en la industria de alimentos, farmacéutica y cosméticos. La investigación tuvo como objetivo estimar el rendimiento de extracción por hidrodestilación de aceite esencial de Piper aduncum L. (matico) mediante un modelo cinético. La metodología consistió en procesar el material vegetal (recolectar, secar bajo sombra y triturar hojas de matico), extraer aceite esencial (hidrodestilación mediante dos equipos clevenger bajo cuatro escenarios) y modelar la cinética de extracción por hidrodestilación del matico. El rendimiento del aceite esencial de matico en los cuatro escenarios planteados se ajusta al modelo matemático de la cinética sigmoidal. Por tanto, los modelos determinados brindan una evolución cualitativa y aproximada del comportamiento de la cinética de extracción y del rendimiento del aceite esencial de matico.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

Ait, I., Bali, N., Belblidia, N.-B., Abatzoglou, N., & Benyoussef, E.-H. (2019). The first-order model in the simulation of essential oil extraction kinetics. Journal of Applied Research on Medicinal and Aromatic Plants, 15, 100226. https://doi.org/10.1016/j.jarmap.2019.100226

Albarracín, G. C., & Gallo, S. G. (2003). Comparación de dos métodos de extracción de aceite esencial utilizando Piper Aduncum (Cordoncillo) procedente de la zona cafetera (Tesis para título, Universidad Nacional de Colombia). Universidad Nacional de Colombia, Colombia. Recuperado de https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/2624

Arroyo, J., Almora, Y., Quino, M., Raez, E., Martínez, J., Buendía, J., … Hañari, R. (2012). Efecto protector en cirrosis hepática inducida en ratas del extracto etanólico de las hojas de Piper aduncum comparado con silimarina. Anales de la Facultad de Medicina, 73(2), 85-91. Recuperado de http://www.scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S102555832012000200002&lng=es&nrm=iso&tlng=es

Arroyo, J., Herrera-Calderón, O., Chávez-Asmat, R., Ventura, E., Buendía, J., Pacheco, J., & Palomino, R. (2014). Efecto antitumoral in vitro del aceite esencial de Piper aduncum L. (matico) y su toxicidad oral en ratones. Anales de la Facultad de Medicina, 75(1), 13-18. Recuperado de http://www.scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S102555832014000100003&lng=es&nrm=iso&tlng=es

Bedón, K. A., & León, N. I. (2022). Extracción del aceite esencial de matico (Piper aduncum), mediante el método de arrastre de vapor. (bachelorThesis, Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC)). Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC). Recuperado de http://repositorio.utc.edu.ec/handle/27000/9349

Benyoussef, E.-H., & Saibi, S. (2013). Influence of essential oil composition on water distillation kinetics. Flavour and Fragrance Journal, 28(5), 300-308.

Benyoussef, E.-H., Yahiaoui, N., Khelfaoui, A., & Aid, F. (2005). Water distillation kinetic study of spearmint essential oil and of its major components. Flavour and Fragrance Journal, 20(1), 30-33. https://doi.org/10.1002/ffj.1406

Borges, K., Carocho, M., Finimundy, T., Resende, O., Célia, J. A., Gomes, F. P., … Ferreira Junior, W. N. (2022). Analysis of Volatiles of Rose Pepper Fruits by GC/MS: Drying Kinetics, Essential Oil Yield, and External Color Analysis. Journal of Food Quality, 2022.

Cicció, J. F., & Ballestero, C. M. (1997). Constituyentes volátiles de las hojas y espigas de Piper aduncum (Piperaceae) de Costa Rica. Revista de Biología Tropical, 45(2), 783-790. Recuperado de https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/rbt/article/view/20868

Cordova, Y. L., & Velasquez, J. M. (2021). Cinética de extracción de aceite esencial por arrastre de vapor a escala piloto de la naranja, mandarina, lima y limón. Repositorio Institucional - UNSA. Recuperado de https://renati.sunedu.gob.pe/handle/sunedu/2794675

Dao, P. T., Nguyen, M. V., Tran, Q. N., Truong Le, D., Nhi Tran, & Lam, T. V. (2022). Experimental and Kinetic Modeling Studies on Extraction of Essential Oil from Vietnamese Calamondin (Citrus microcarpa) by Hydro-Distillation Process. Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering. https://doi.org/10.30492/ijcce.2022.530134.4724

Dao, T. P., Dao, T. P., Bach, L. G., Dao, T. P., Bach, L. G., Phong, H. X., … van Muoi, N. (2021). Kinetic Modeling of Essential Oil Hydro-Distillation from Peels of Pomelo (Citrus grandis L.) Fruit Grown in Southern Vietnam. Sains Malaysiana, 50(11), 3251-3261. Scopus. https://doi.org/10.17576/jsm-2021-5011-09

Dousseau, S., De Souza, I., De Castro, E. M., Alves, A., Alves, E., Pereira, J. E. B., … Bastos, V. (2014). Caracterización del limbo de Piper aduncum L. (Piperaceae): Análisis estructurales, histoquímicos y de sus aceites esenciales. Gayana. Botánica, 71(1), 147-162. https://doi.org/10.4067/S0717-66432014000100015

Durofil, A., Radice, M., Blanco-Salas, J., & Ruiz-Téllez, T. (2021). Piper aduncum essential oil: A promising insecticide, acaricide and antiparasitic. A review. Parasite, 28, 42. https://doi.org/10.1051/parasite/2021040

Firenzuoli, F., Jaitak, V., Horvath, G., Bassolé, I. H. N., Setzer, W. N., & Gori, L. (2014). Essential Oils: New Perspectives in Human Health and Wellness. Evidence-based Complementary and Alternative Medicine: eCAM, 2014, 467363. https://doi.org/10.1155/2014/467363

Franco-Vega, A., Ramírez-Corona, N., Palou, E., & López-Malo, A. (2016). Estimation of mass transfer coefficients of the extraction process of essential oil from orange peel using microwave assisted extraction. Journal of Food Engineering, 170, 136-143.

Haloui, T., Farah, A., Lebrazi, S., Fadil, M., & Alaoui, A. B. (2018). Application of response surface methodology for the optimization of hydro-distillation extraction of Pistacia lentiscus L. essential oil. Journal of Applied Pharmaceutical Science, 8(1), 050-054.

Haqqyana, H., Altway, A., & Mahfud, M. (2021). Microwave-Assisted Hydrodistillation of Clove (Syzgium aromaticum) Stem Oil: Optimization and Chemical Constituents Analysis. Indonesian Journal of Chemistry, 21(6), 1358-1370. https://doi.org/10.22146/ijc.64521

Haqqyana, H. H., Wiya, V. F., Mardinah, A., Septya, H., Altway, A., & Mahfud, M. (2020). Kinetic Study in the Extraction of Essential Oil from Clove (Syzgium aromaticum) Stem using Microwave Hydrodistillation. Moroccan Journal of Chemistry, 8(1), 8-071. https://doi.org/10.48317/IMIST.PRSM/morjchem-v8i1.19126

Huaman, C. J., & Cabezas, O. E. (2019). Aceite de matico (Piper aduncum) en el control de Moniliophthora roreri agente causal de la moniliasis en cacao. Peruvian Agricultural Research, 1(2). https://doi.org/10.51431/par.v1i2.583

Ingaroca, S., Castro, A., & Ramos, N. (2019). Composición química y ensayos de actividad antioxidante y del efecto fungistático sobre Candida albicans del aceite esencial de Piper aduncum L. «Matico». Revista de la Sociedad Química del Perú, 85(2), 268-279. Recuperado de http://www.scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S1810634X2019000200013&lng=es&nrm=iso&tlng=es

Irshad, M., Subhani, M. A., Ali, S., Hussain, A., Irshad, M., Subhani, M. A., … Hussain, A. (2019). Biological Importance of Essential Oils. En Essential Oils—Oils of Nature. IntechOpen. https://doi.org/10.5772/intechopen.87198

Katiyar, R. (2017). Modeling and simulation of Mentha arvensis L. essential oil extraction by water-steam distillation process. International Research Journal of Engineering and Technology, 4(6), 2793-2798.

Labri, K., Moghrani, H., Ihadadene, R., Hamitouche, H., & Maachi, R. (2022). The application of the full factorial design and Response Surface Methodology in optimization conditions for essential oils extraction from Lavandula stoechas, Carum carvi and Eucalyptus camaldulensis: Effect of plants particle size on the extraction of essential oils. Sustainable Chemistry and Pharmacy, 30, 100830. https://doi.org/10.1016/j.scp.2022.100830

Lainez-Cerón, E., Ramírez-Corona, N., López-Malo, A., & Franco-Vega, A. (2022). An overview of mathematical modeling for conventional and intensified processes for extracting essential oils. Chemical Engineering and Processing - Process Intensification, 178, 109032. https://doi.org/10.1016/j.cep.2022.109032

León, G., Osorio, M. del R., & Martínez, S. R. (2015). Comparación de dos métodos de extracción del aceite esencial de C itrus sinensis L. Revista Cubana de Farmacia, 49(4), 0-0. Recuperado de http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0034-75152015000400014&lng=es&nrm=iso&tlng=es

Leyva, M., Marquetti, M. del C., Montada, D., Payroll, J., Scull, R., Morejón, G., & Pino, O. (2020). Actividad insecticida de los aceites esenciales de Piper aduncum subsp. Ossanum y Ocimun basilicum sobre Aedes aegypti, Aedes albopictus y Culex quinquefasciatus. Novitates Caribaea, (16), 122-132. https://doi.org/10.33800/nc.vi16.231

Marković, M. S., Radosavljević, D. B., Pavićević, V. P., Ristić, M. S., Milojević, S., Bošković-Vragolović, N. M., & Veljković, V. B. (2018). Influence of common juniper berries pretreatment on the essential oil yield, chemical composition and extraction kinetics of classical and microwave-assisted hydrodistillation. Industrial Crops and Products, 122, 402-413. Scopus. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2018.06.018

Meyer, G., Sarmiento, O. I., Ramírez, R. I., Guevara, O., Meyer, G., Sarmiento, O. I., … Guevara, O. (2018). Evaluación del rendimiento del aceite esencial de caléndula (Calendula officinalis L) obtenido por OAHD. Revista ION, 31(1), 13-19. https://doi.org/10.18273/revion.v31n1-2018002

Milojević, S. Ž., Radosavljević, D. B., Pavićević, V. P., Pejanović, S., & Veljković, V. B. (2013). Modeling the kinetics of essential oil hydrodistillation from plant materials. Hemijska industrija, 67(5), 843-859. Recuperado de https://doiserbia.nb.rs/Article.aspx?ID=0367-598X1300009M

Morais, V. P., Cabral, F. V., Fernandes, C. C., & Miranda, M. L. D. (2023). Brief Review on Piper aduncum L., its Bioactive Metabolites and its Potential to Develop Bioproducts. Brazilian Archives of Biology and Technology, 66. Scopus. https://doi.org/10.1590/1678-4324-2023220314

Moreno, J., López, G., & Siche, R. (2010a). Modelación y optimización del proceso de extracción de aceite esencial de eucalipto (Eucalyptus globulus). Scientia Agropecuaria, 1(2), 147-154. https://doi.org/10.17268/sci.agropecu.2010.02.05

Moreno, J., López, G., & Siche, R. (2010b). Modelación y optimización del proceso de extracción de aceite esencial de eucalipto (Eucalyptus globulus). Scientia Agropecuaria, 1(2), 147-154. Recuperado de https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=357633695005

Negreiros, J. R. da S., & Miqueloni, D. P. (2015). Morphological and phytochemical characterization of Piper hispidinervum DC. and Piper aduncum L. populations in the state of Acre. Revista Ceres, 62, 78-86. https://doi.org/10.1590/0034-737X201562010010

Phat, D. T., Quyen, N. T. C., Minh, P. T. H., & Huyen, L. V. (2020). Modeling the kinetics of essential oil hydrodistillation from Vietnamese ginger (Zingiber officinale). 991, 012108. https://doi.org/10.1088/1757-899X/991/1/012108

Pino, O., Sánchez, Y., Rodríguez, H., Correa, T. M., Demedio, J., & Sanabria, J. L. (2011). Caracterización química y actividad acaricida del aceite esencial de Piper aduncum subsp. Ossanum frente a Varroa destructor. Revista de Protección Vegetal, 26(1), 52-61. Recuperado de http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S1010-27522011000100008&lng=es&nrm=iso&tlng=en

Potzernheim, M. C. L., Bizzo, H. R., Silva, J. P., & Vieira, R. F. (2012). Chemical characterization of essential oil constituents of four populations of Piper aduncum L. from Distrito Federal, Brazil. Biochemical Systematics and Ecology, 42, 25-31. https://doi.org/10.1016/j.bse.2011.12.025

Radivojac, A., Bera, O., Zeković, Z., Teslić, N., Mrkonjić, Ž., Bursać Kovačević, D., … Pavlić, B. (2021). Extraction of Peppermint Essential Oils and Lipophilic Compounds: Assessment of Process Kinetics and Environmental Impacts with Multiple Techniques. Molecules, 26(10), 2879. https://doi.org/10.3390/molecules26102879

Rincón, C. A., Castaño, J. C., & Ríos, E. (2012). Actividad biológica de los aceites esenciales de Acmella ciliata (Kunth) Cass. Revista Cubana de Plantas Medicinales, 17(2), 160-171. Recuperado de http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S1028-47962012000200005&lng=es&nrm=iso&tlng=en

Scalvenzi, L. (2014). New frontiers of essential oils research: Biotransformation of the phytocomplex and its pure compounds by endophytic fungi. Acta Horticulturae, 1030, 125-132. Scopus. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2014.1030.15

Scalvenzi, L., Yaguache-Camacho, B., Cabrera- Martínez, P., & Guerrini, A. (2016). Actividad antifúngica in vitro de aceites esenciales de Ocotea quixos (Lam.) Kosterm. Y Piper aduncum L. Bioagro, 28(1), 039-046. Recuperado de http://ve.scielo.org/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S1316-33612016000100005&lng=es&nrm=iso&tlng=es

Shahwan, T. (2015). Lagergren equation: Can maximum loading of sorption replace equilibrium loading? Chemical Engineering Research and Design, 96, 172-176. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2015.03.001

Silva, A. L., Chaves, F. C. M., Lameira, R. C., & Bizzo, H. R. (2013). Yield and composition of the essential oil from Piper aduncum L., cultivated in Manaus, AM, regarding plant density and cutting period. Revista Brasileira de Plantas Medicinais, 15, 670-674. https://doi.org/10.1590/S1516-05722013000500007

Souza, E. T. de, Siqueira, L. M., Almeida, R. N., Lucas, A. M., Silva, C. G. F. da, Cassel, E., & Vargas, R. M. F. (2020). Comparison of different extraction techniques of Zingiber officinale essential oil. Brazilian Archives of Biology and Technology, 63, e20190213.

Sovová, Н., Aleksovski, S. A., Bocevska, M., & Stateva, R. P. (2006). Supercritical fluid extraction of essential oils: Results of joint research. Chemical Industry and Chemical Engineering Quarterly, 12(3), 168-174. https://doi.org/10.2298/CICEQ0603168S

Stanisavljević, I. T., Lazić, M. L., Veljković, V. B., Stojičević, S. S., Veličković, D. T., & Ristić, M. S. (2010). Kinetics of Hydrodistillation and Chemical Composition of Essential Oil from Cherry Laurel (Prunus laurocerasusL. var.serbicaPančić) Leaves. Journal of Essential Oil Research, 22(6), 564. Recuperado de https://www.academia.edu/18068979/Kinetics_of_Hydrodistillation_and_Chemical_Composition_of_Essential_Oil_from_Cherry_Laurel_Prunus_laurocerasus_L_var_serbica_Pan%C4%8Di%C4%87_Leaves

Tan, C.-S., & Liou, D.-C. (1989). Modeling of desorption at supercritical conditions. AIChE Journal, 35(6), 1029-1031. https://doi.org/10.1002/aic.690350616

Teixeira, S. D., Fiorio, J. L., Galvan, D., Sefstrom, C., Cogo, P. M., Sales, V., … Benghi, T. G. S. (2016). Investigation on chemical composition and optimization of essential oil obtainment from waste Pinus taeda L. using hydrodistillation. Brazilian Archives of Biology and Technology, 59. https://doi.org/10.1590/1678-4324-2016150043

Vásquez, M. R. S. (2015). Estudio fitoquímico y cuantificación de flavonoides totales de las hojas de Piper peltatum L. y Piper aduncum L. procedentes de la región Amazonas. In Crescendo, 6(1), 33-43. https://doi.org/10.21895/incres.2015.v6n1.04

Archivos adicionales

Publicado

2024-06-22

Cómo citar

Fernández Rosillo, F., Quiñones Huatangari, L., Ojeda Gaona, T. S., Alfaro Montero, D. del P., Yalta Meza, R. J., Cabrejos Barrios, E. M., & Huamán Mera, A. (2024). Rendimiento de extracción por hidrodestilación del aceite esencial de Piper aduncum L. (matico) mediante un modelo cinético. Revista Científica Dékamu Agropec, 5(1), 33–44. https://doi.org/10.55996/dekamuagropec.v5i1.208