La extracción alcohólica (I)

Me encuentro con la dificultad de exponer una serie de conceptos sobre la extracción alcohólica de principios activos vegetales y resultar un rollo para algunos/as o bien de escaso interés para otros/as. Intentaré que sea práctico para todos y os ruego una cierta permisividad a los segundos que me visitan. No hay más remedio que dar unas nociones generales y hacer algunas advertencias pues sé que la frontera entre la cosmética y la farmacia se difumina al hablar de la extracción, cuando empleamos alcohol. Me consta un esfuerzo que se está realizando en algún foro para compartir resúmenes de monografías de extracciones alcohólicas y que será enlazado al final de los capítulos necesarios para tener una visión amplia del tema que nos ocupa. Dividiremos el estudio en varias partes que pueden o no coincidir con los capítulos: Generalidades, etanol, graduaciones, tipos de extractos, Farmacopeas y procedimientos y elaboración de tinturas.

toxicoDe todos los alcoholes que existen, a nosotros el  que más nos interesa, es el Etanol (también llamado alcohol etílico), es el más pequeño después del Metanol y es por eso que resulta de gran utilidad a la hora de disolver (el metanol, que sería otro buen candidato,  no nos interesa por ser tóxico, presentando problemas de salud a partir de concentraciones de 200 ppm, los envases presentan el código 6 de tóxicos: la calavera).

Los solventes:

La capacidad que tiene tanto el agua como algunos alcoholes de disolver sustancias semejantes en porque actúan como imanes a la hora de atraer partes del soluto (lo que se disuelve en el líquido) que tienen también su carga, cuando el soluto acaba rodeado por el solvente decimos que la disolución se ha solvatado. El más polar (el imán más potente) es el agua, luego el metanol, luego el etanol, luego el propanol, luego la glicerina, luego el propilenglicol,…por citar los más conocidos.

Todos/as recordamos el dicho: «semejante disuelve semejante» y no hay resumen mejor que exprese la idea de que son necesarios disolventes polares para solutos polares y al contrario, disolventes apolares para solutos apolares, emplearemos por ejemplo gasolina o benceno o cetona para disolver grasas (sustancias apolares), pero nunca emplearíamos agua para disolver parafina. Dentro de este grupo de disolventes orgánicos se encuentran también los alcoholes (¿cómo quedamos entonces? ¿no acabas de escribir lo contrario unas líneas más arriba? estarás pensando) NO EXACTAMENTE. La capacidad que tienen los alcoholes pequeñitos de un solo átomo de carbono o cadenas de 2 o de 3, de actuar como imanes por un lado y de disolver semejantes apolares por otro, le dan un valor excepcional a la hora de extraer lotes de principios activos de los vegetales, esto sin embargo no ocurre con los alcoholes con cadenas largas de carbono.

alcoholesSi alguien quiere profundizar en el tema de los disolventes, en tratados de química como en los que pongo en la bibliografía podréis encontrar documentación al respecto (disolventes polares, apolares, solvatación, puentes de hidrógeno, iones, fuerzas de Van der Waals, entropía…)

Vayamos pues a conocer a la estrella del artículo: el etanol.

Todos hemos utilizado el etanol en alguna ocasión, generalmente para desinfectar, heridas (¡ como escuece !), utensilios, etc… es un líquido trasparente con un olor característico, volátil y ¡ojo! con una densidad aprox. de 0.8 gr/cm3. Eso quiere decir que más  o menos si nadara p.ej. una persona de 64 kilos  en una piscina de etanol tendría una mochila de 16 kilos adosada. Esto último es el cálculo para el etanol puro, pero el que nosotros adquirimos normalmente es el que contiene un porcentaje de 95, 63% y en algunos paises el redondeo es por bajo 95% vol y en otros es por alto 96% vol. (En aldelante se indicará sólo los números y dará igual uno u otro)

estrellasSi tienes un trozo sólido de etanol puedo afirmar que estás en un laboratorio o en algún punto del espacio estelar pues se necesitan -118 grados ºC para que esté sólido y permanece líquido desde esa temperatura hasta que llega a los 78,4ºC que pasa de líquido a gaseoso. Esta característica puede sernos de utilidad en un futuro.

Es el momento de romper un mito que he visto muchas veces en la red: algunos/as creen que destilando alcohol de 95 consiguen un alcohol de mayor graduación. Esto es erróneo, cuando se juntan dos líquidos y cada uno de ellos tiene un punto de ebullición diferente (temperatura a la cual el líquido pasa a gaseoso) como puede ser el caso del etanol a 78.4ºC y del agua a 100ºC, el líquido de la unión (azeótropo) puede tener una temperatura de ebullición diferente a cualquiera de ellos y lo normal es que la temperatura de ebullición de la mezcla sea más alta que la del más alto, pero en el caso concreto del etanol con una concentración de 95 y el agua, lo hacen a 78.2 ºC, con lo cual, maldita sea, tu estás destilando alcohol y además destilas agua en una proporción de no llega al 5% y ya puedes repetir el proceso que de ahí no se mueve, porque la temperatura de ebullición del conjunto es un pelo inferior a la del etanol. Para aumentar el grado alcohólico hay que emplear medios químicos pues los físicos (destilación) son inútiles.(Se le añade otro componente para que varíe el punto de ebullición u otros métodos).

Sin  indicador y con cloruro de benzalconio

Sin indicador y con cloruro de benzalconio

Vamos a parar un instante para hacer una importante advertencia, antes de meternos en las diferentes concentraciones de alcohol que podemos necesitar y que van a ser diluciones en agua destilada del alcohol de más alta concentración que tengamos y que será en la mayoría de los casos de 96. La advertencia viene dada en el fin último que se le vaya a dar a la extracción del principio activo, pues si es un uso tópico no influye en absoluto, pero ingerirlo es otro cantar. El alcohol que podemos encontrar tanto en las farmacias como en los establecimientos de venta de productos químicos de uso doméstico es alcohol etílico (etanol) de 96 pero al que se le ha añadido algún compuesto químico, en muy baja concentración y se trata de sustancias tóxicas, nauseabundas, vomitivas, colorantes o similares. Se le denomina alcohol desnaturalizado o denat. Esta barbaridad se comete para evitar que se pueda emplear este tipo de alcohol para la elaboración de bebidas alcohólicas, pues éstas están gravadas con fuertes impuestos en cualquier país, así, en España, se añade un uno por mil de cloruro de benzalconio, en Colombia, México y Argentina el benzoato de denatonio (bitrex), octoacetato de sacarosa, gasolina, … existen alrededor de 85 desnaturalizantes y en algunos paises se está legislando para excluir algunos de ellos como el metanol.

El precio del etanol natural o de boca, es por tanto muy superior pero es prácticamente obligado utilizarlo si lo que se pretende realizar son algún tipo de preparado alcohólico para ser ingerido. Para uso tópico (en la piel), el porcentaje que se emplea de alcohol es de por sí muy bajo, dado el carácter deshidratante del mismo para aquella, por tanto un 0.1% de un 3% de nuestra crema es insignificante, pero 10 gotas de tintura en tres tomas diarias durante un mes, sería poco prudente. ¿Cómo podemos aprovechar ese enorme potencial que poseen los alcoholes para la extracción en uso tópico? Si el porcentaje que puedo adicionar en una crema es tan pequeño para no resecar la piel, el principio activo también estará en proporciones mínimas…..No es materia de este artículo pero ya os adelanto que las soluciones al problema  son extractos  HAG y evaporación que se tratará en otra entrada futura.

frutasIntentar elaborar nuestro propio etanol a partir del zumo de frutas ofrece cierta dificultad (aunque es un proyecto interesante), primero se ha de disponer de suficiente vegetal a un precio económico, cuanta mayor sea la cantidad de azúcar que contenga mejor, como la uva;  extraer pues el zumo rico en azúcar, provocar la fermentación (adicionando levadura), evitar la entrada de oxígeno en el recipiente pero permitir la salida de CO2, filtrar cuando cesa la emisión del dióxido, destilar el líquido a 78 grados desechando el 10% inicial que contendría el metanol que es más volátil que el etanol y está presente en nuestra fermentación, y por fin, el resto sería etanol y agua (habría que repetir la destilación de  este último para concentrar) y hay que considerar que la reacción enzimática de la levadura que transforma el azúcar en alcohol cesa cuando éste alcanza una proporción de 12%vol que desactiva la enzima y por tanto no esperemos encontrarnos mayor proporción de alcohol en el líquido resultante.

Una vez consideradas las anteriores cuestiones, veremos en el siguiente capítulo, las concentraciones de alcohol por un lado para la extracción y la concentración del mismo, según las diferentes farmacopeas, del resultado final.

Bibliografía:

Grupo síntesis orgánica Jaume I

National Institute of Standards and Technology. «Standard Reference Material 1828: Ethanol-Water Solutions»

Etanol IICA

Química orgánica moderna W. Griffin

Química orgánica Willian Bonner

Un comentario en “La extracción alcohólica (I)

  1. Durante el proceso de fermentación del mosto (jugo) de uvas se puede llegar fácilmenta al 14,5% v/v o más de alcohol. Nosotros fermentamos solamente con levaduras naturales (las que se encuentran sobre el hollejo o piel de las uvas) y éstas comienzan a morir cuando se agota su alimento – tanto el azúcar como pequeñas cantidades de nitrógeno-, pero no por la concentración de alcohol. Para obtener un vino con menor graduación alcohólica debemos cosechar las uvas con menor concentración de azúcar. Según tengo entendido, existen cepas de levaduras seleccionadas que son capaces de continuar con la fermentación más allá del 15 %v/v
    Gracias por este sitio tan informativo, llegué buscando información sobre un vaso florentino y quedé totalmente enganchada!
    Gracias

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