Aceite de orujo de oliva refinado: Nueva materia prima para formulaciones dermatológicas
- Autores: Carla Andrea Sánchez Gutiérrez
- Directores de la Tesis: María Jesús Lucero Muñoz (dir. tes.), María Victoria Ruiz Méndez (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2017
- Idioma: español
- Número de páginas: 199
- Tribunal Calificador de la Tesis: María Rosa Jiménez-Castellanos Ballesteros (presid.), María Teresa Morales Millán (secret.), José Carlos Quintela Fernández (voc.), Ana Isabel Torres Suárez (voc.), Joaquin Velasco Jimenez (voc.)
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- Tesis en acceso abierto en: Idus
- Resumen
El orujo es el residuo sólido obtenido durante el proceso de extracción mecánica del aceite de oliva virgen extra (EVOO). Actualmente hay dos tipos de aceites de orujo de oliva (OPOC) en el mercado, dependiendo del procedimiento utilizado en su extracción, es decir, centrifugación o extracción con disolventes.
Los procedimientos de extracción pueden ser químicos y mecánicos. El proceso tradicional de extracción del OPOC es utilizando hexano. Sin embargo, si los OPOCs se extraen siguiendo el método tradicional tiene dos inconvenientes importantes. El primero, que los aceites extraídos tienen una mayor cantidad de fosfolípidos, ceras y una gran cantidad de compuestos anómalos, tales como jabones y esteres etílicos. En segundo lugar, es necesario realizar un secado posterior subsiguiente del orujo a muy altas temperaturas, por lo que, debido a estas condiciones drásticas, los OPOCs obtenidos contienen altas cantidades de hidrocarburos aromáticos policíclicos no usuales.
Con objeto de prevenir y/o reducir la presencia de todos estos componentes en los OPOCs, se utiliza un método alternativo al uso del solvente, el cual consiste en una segunda centrifugación, después de la separación inicial de EVOO. La principal ventaja de esta extracción mecánica es que el OPOC contiene altas cantidades de compuestos bioactivos y funcionales de enorme interés farmacéutico y cosmético.
En los últimos años, el interés del aceite de orujo de oliva ha crecido enormemente debido a que, además de poseer todos los componentes funcionales del EVOO, contiene una mayor concentración de algunos componentes bioactivos presentes en menor cantidad y que poseen interesantes propiedades para la salud. Entre ellos cabe destacar: a) ácidos grasos como el oleico, usado en formulaciones farmacéuticas y cosméticas; y linoleico y linolénico, implicados en procesos metabólicos de la piel, promotores de la formación de ceramidas y de la actividad de las vitaminas A y E. b) ácidos triterpénicos (maslínico y oleanolico) con actividades antimicrobiana, antihiperglucémica, antitumoral y antiinflamatoria. c) materia insaponificable constituida por: a) Escualeno: (emoliente natural) con propiedades antioxidantes e hidratantes; b) Alcoholes alifáticos que impiden la liberación de mediadores inflamatorios; c) Esteroles y alcoholes terpénicos (eritrodiol y uvaol) con efectos positivos en los procesos inflamatorios.
Sin embargo, debido a la alta acidez del OPOC, éste no puede ser utilizado como tal en el campo farmacéutico. Esta es la razón por la que tiene que someterse a un proceso de refinado para eliminar los componentes menores o compuestos que afectan a la estabilidad del aceite, intentando al mismo tiempo que haya las mínimas pérdidas posibles de los compuestos bioactivos.
Existen dos tipos de refinado: el químico (Q) y el físico (F). en la actualidad, el proceso de refinado químico es el método común de refinado de los OPOCs. Se lleva a cabo en varias etapas: desgomado, neutralización, winterización, decoloración y desodorización. El principal inconveniente del refinado químico es la etapa de neutralización ya que al ser necesario usar sosa caustica, ésta elimina, además de los ácidos grasos libres, los compuestos bioactivos, como los ácidos triterpénicos.
En el refinado físico, los aceites vegetales pueden ser neutralizados por destilación de los ácidos grasos libres a altas temperaturas, bajas presiones y con corriente de vapor. Esto permite mantener en el aceite desodorizado (OPOD) los compuestos bioactivos de baja volatilidad y de ese modo obtener aceite con gran interés farmacéutico y cosmético.
Las enfermedades inflamatorias crónicas de la piel constituyen un grupo importante de afecciones dermatológicas, siendo de naturaleza y características muy diferentes. Las que más prevalencia tienen en la población humana son: la psoriasis, dermatitis atópica, dermatitis alérgica de contacto, dermatitis seborreica, y xerosis.
La obtención de nuevas formulaciones tópicas para el tratamiento de las enfermedades inflamatorias de la piel constituye, pues, un importante reto, dado la repercusión social y económica que conlleva. Además, el uso de una materia prima como es el aceite de orujo de oliva para tal fin, representa una importante novedad tanto en el campo farmacéutico como dermofarmacéutico. Teniendo en cuenta, lo anteriormente indicado, el objetivo de este trabajo se centró en la obtención de diferentes aceites de orujo de oliva por distintos procedimientos de extracción y refinación, los cuales fueron caracterizados y comparados con el fin de seleccionar el mejor método de procesado que conlleve las menores perdidas de compuestos bioactivos, para posteriormente utilizar el aceite mas rico como materia prima en el diseño y desarrollo de formulaciones dermatológicas. Además, se realizaron caracterizaciones reológicas, análisis de los perfiles de textura (TPA), estudio de la liberación de los compuestos bioactivos y estudios de liberación a 90 días, incluyendo estabilidad reológica, estabilidad de TPA y estabilidad del contenido de los compuestos bioactivos, con la finalidad de seleccionar las mejores formulaciones para su uso en el tratamiento de enfermedades inflamatorias crónicas de la piel.
Para ello, este estudio se ha estructurado en cuatro capítulos con el objetivo de favorecer la comprensión del trabajo realizado.
CAPÍTULO I.- Caracterización físico-química y reológica de los aceites de orujo de oliva Dado que no se encontraron referencias bibliográficas, se inicia esta tesis con el estudio de las características y el comportamiento reológico del aceite de orujo de oliva crudo extraído por procedimientos químicos y mecánicos durante un período de cosecha.
El tipo de extracción del aceite (por centrifugación o por extracción con disolventes) mostró un gran impacto en el comportamiento reológico. Ambos tipos de aceites fueron fluidos viscoelásticos, con predominio de la componente viscosa, y tuvieron un comportamiento de flujo pseudoplástico. Sin embargo, los aceites extraídos por centrifugación mostraron un cierto grado de plasticidad determinada por el mejor ajuste al modelo de Herschel-Bulkley, mientras que los aceites obtenidos mediante extracción con disolventes se ajustaron mejor al modelo de Power Law. Por consiguiente, se pudo concluir que el proceso de extracción afecta a la plasticidad de los aceites de orujo de oliva.
Además, se demostró que el aceite de orujo de oliva obtenido por extracción mecánica tiene un mayor porcentaje de los compuestos bioactivos principales (triacilgliceroles), pero que debido a su elevada acidez no se puede utilizar como materia prima en el campo farmacéutico.
CAPÍTULO II.-Influencia de los procesos de refinado sobre la composición cuantitativa de compuestos bioactivos, reología y textura del aceite de orujo de oliva para formulaciones de uso dermatológico.
Debido a la necesidad de llevar a cabo procesos de refinado de los aceites obtenidos en el capítulo anterior, en éste se estudia la influencia de tres procesos de refinado: a) químico, b) físico clásico y c) físico por destilación molecular a diferentes temperaturas en la composición de los compuestos bioactivos de dos tipos de aceite de orujo de oliva, uno procedente de extracción química y otra mecánica.
Se observó que la temperatura y, en general, las condiciones de trabajo de los procesos de refinado tuvieron efectos importantes sobre el contenido de los compuestos bioactivos. Los procesos de refinado físico, especialmente la destilación molecular, contribuyeron a un mejor rendimiento en estos compuestos. Además, de todos los aceites obtenidos por destilación molecular, se eligió OPOD190 MBP por ser el único que tuvo simultáneamente baja acidez y menor pérdida de compuestos bioactivos.
Después del proceso de refinado, los aceites de orujo de oliva se ajustaron mejor al modelo reológico de Power Law. La pérdida de plasticidad puede ser justificada debido a la eliminación de los componentes menores durante el proceso. En el OPOC sometido a refinado por destilación molecular, la viscosidad disminuyó con el aumento de la temperatura de desodorización y con la reducción en la cantidad de ácidos grasos libres, afectando así, a la naturaleza de las muestras. Los parámetros de firmeza, cohesividad y adhesividad del análisis del perfil de textura evidenciaron que, en general, todos los OPODs tienen alta fluidez y extensibilidad, pero una baja adhesividad.
A la vista de los resultados obtenidos, se concluyó que la destilación molecular fue el mejor proceso de refinado. Sin embargo, era necesario mejorar las condiciones de trabajo con el fin de reducir la acidez y lograr menores pérdidas, si fuera posible, de compuestos bioactivos. Por tanto, se debían realizar más estudios modificando de una parte, las condiciones de trabajo de la destilación molecular y, de otra utilizando nuevos procesos de refinación física.
CAPÍTULO III.- Influencia de las condiciones de los procesos de refinado físico para el enriquecimiento de los compuestos bioactivos del aceite de orujo de oliva.
En este capítulo, tras las conclusiones obtenidas en el anterior, el aceite de orujo de oliva obtenido por extracción mecánica se sometió a refinado físico mediante dos procedimientos: a) destilación molecular modificando las condiciones de temperatura (190 a 265ºC) y vacío y, b) destilación por película descendente (a escala industrial).
En general, las condiciones de trabajo de los procesos de refinado, tuvieron efectos importantes sobre el contenido de compuestos bioactivos. En especial, la destilación en película descendente, con el uso de corriente de vapor, contribuyó a un mejor rendimiento, puesto que con este proceso el aceite de orujo de oliva desodorizado obtenido (OPOD BFF) mostró simultáneamente, baja acidez y menor pérdida de compuestos bioactivos.
La caracterización reológica de los aceites de orujo desodorizados indicó, en todos los casos, que se comportaban como fluidos no-Newtonianos. Ahora bien, el obtenido por destilación molecular se ajustó mejor al modelo de Bingham con comportamiento plástico inicial para posteriormente fluir como líquido Newtoniano, sin embargo, el aceite obtenido por destilación en película descendente tuvo un comportamiento pseudoplástico desde el comienzo. Los parámetros de firmeza, cohesividad y adhesividad del análisis del perfil de textura mostraron que, en general, todos los aceites desodorizados eran muy fluidos y de fácil extensibilidad.
A la vista de los resultados obtenidos, se concluyó que el proceso de refinado físico por destilación en película descendente fue el más adecuado para obtener el aceite de orujo de oliva con las mejores características para su empleo como materia prima en el diseño de formulaciones dermatológicas, al mostrar la acidez más baja y la mínima pérdida de compuestos bioactivos.
CAPÍTULO IV.- Aceite de orujo de oliva. Nueva materia prima para el diseño y desarrollo de formulaciones dermatológicas para el tratamiento de enfermedades inflamatorias crónicas de la piel.
En el capítulo anterior se obtuvieron dos aceites de orujo de oliva por destilación molecular (OPOD MD) y por destilación en película descendente (OPOD FF), ambos con una alta cantidad en compuestos bioactivos. Por ello, el objetivo de este capitulo fue el diseño y desarrollo de dos formulaciones dermatológicas (aceites secos y emulsiones O/A) con cada uno de los aceites, OPOD MD y OPOD FF. Seguidamente se compararon con el fin de elegir las mejores formulaciones para el tratamiento de enfermedades inflamatorias crónicas de la piel.
La caracterización reológica de las formulaciones estudiadas reflejó que los aceites son fluidos viscosos mientras las emulsiones O/A son fluidos viscoelásticos. Pese a ello todos han mostrado tener flujo pseudoplástico. El análisis del perfil de textura ha demostrado que todas las formulaciones son muy fluidas y fácilmente extensibles.
Los perfiles de liberación permitieron conocer que los aceites tienen la liberación de los compuestos bioactivos más rápida que las emulsiones O/A.
Por último, los estudios de estabilidad demostraron la estabilidad física y química de las formulaciones. Las emulsiones almacenadas durante 30 días a 40ºC sufrieron un cremado que se ha podido recuperar por simple agitación. Desde el punto de vista del contenido en compuestos bioactivos, las formulaciones fueron más estables cuando se almacenaron a 5ºC. En general, todas las formulaciones almacenadas hasta 90 días mostraron un contenido en compuestos bioactivos superior al 90%, fuera cual fuese la temperatura del estudio.
Desde un punto de vista tecnológico, las formulaciones que contienen los aceites de orujo de oliva como bases (obtenidos por destilación molecular o por destilación en película descendente) mostraron resultados in vitro similares. Por todo lo anterior, se concluye que todas las formulaciones poseen propiedades adecuadas para su utilización en el campo dermatológico y, en concreto, para el tratamiento de las enfermedades inflamatorias crónicas de la piel.
