Desarrollo de un proceso de extracción limpia de colorantes a base de curcumina

Abstract

Actualmente, a nivel mundial se está experimentando un auge de los colorantes naturales dado a sus beneficios en la salud y a que su uso no está asociado a impactos importantes sobre el medio ambiente. La curcumina es un colorante natural extraído de la Cúrcuma longa que se presenta como alternativa para sustituir algunos colorantes sintéticos, pese a ello tiene algunas limitaciones para su aplicación como son su baja solubilidad en agua y su inestabilidad a factores externos. En este trabajo se desarrollan extrategias de extracción de dicho componente activo, en las cuales se evalúa la eficiencia de extracción de curcuminoides por el método de soxhlet comparadas con las técnicas, extracción con fluidos supercríticos y extracción asistida por microondas, obteniendo altos rendimientos de extracción en cortos tiempos y haciendo uso de solventes inocuos al ambiente. Posteriormente, se desarrolla la formulación de un colorante a partir del extracto de cúrcuma, haciendo uso de la tecnología de Antisolvente Supercrítico-SAS utilizando diferentes polímeros como encapsulantes, para mejorar la estabilidad y solubilidad de la curcumina en agua. La caracterización y cuantificación de la curcumina en las muestras de extracto y del producto de la encapsulación se realizó por cromatografía líquida de alta eficiencia-HPLC. Las propiedades del colorante se determinaron utilizando SEM, DSC, rayos-X, tamaño de partícula, potencial Z y capacidad antioxidante ORAC. La formulación del colorante mostró un contenido de curcumina de 4.45 μg/mL con mayor estabilidad y solubilidad en agua a pH 4. Finalmente se presenta el escalado del proceso de extracción de curcumina por fluidos supercríticos, en las que se tienen en cuenta consideraciones económicas y ambientales, obteniendo un escalado 60 veces mayor, desde condiciones de laboratorio hasta industrial, en el cual se tuvo como criterios de escalado mantener las relaciones de flujo de dióxido de carbono a harina de cúrcuma constante e igualmente la relación diámetro- altura del extractor. Como resultado de la estimación de costos, se encontró que el costo de extracción de curcuminoides por fluidos supercríticos representa un 60% del valor de venta, con lo cual el proceso es viable. El diagnóstico ambiental que se realizó para el proceso de extracción de curcumina, permitió identificar las principales afectaciones que genera la extracción sobre el ambiente y representa un aporte importante para la evaluación ambiental del proceso de extracción por fluidos supercríticos.