1.- ¿Qué es un extracto?
Un extracto es un tipo de maceración, decocción o infusión en la que el líquido solvente disuelve las sustancias activas contenidas en las algas.
La materia prima natural es el alga seca seleccionada. El secado del material en cuestión interrumpe los procesos enzimáticos en las células vegetales e impide el crecimiento de microorganismos, facilitando el almacenamiento y transporte de este material sin los riesgos de deterioro.
Cuando el alga se pone en contacto con el solvente se inicia un proceso opuesto al proceso de secado que tiende a reconstituir el estado original de la célula. Inicialmente el solvente penetra en la célula algal y expele el aire contenido en el citoplasma, dándose inicio de esta forma al proceso extractivo. La penetración del solvente en la célula induce un momento dipolar en las moléculas de los compuestos que van a ser extraídos. Es de esta manera como las substancias extraíbles se adhieren a las moléculas del solvente.
2.- Fases Previas
2.1. Recolección
Se deben recolectar las algas que flotan dentro del mar, desechando las expuestas al sol y varadas en la orilla, entre junio y noviembre, época en las que termina su ciclo vital y son arrastradas a la orilla por la marea y el viento. Este método garantiza su viveza, la función fotosintética adecuada y evita la destrucción innecesaria de algas durante el proceso de recolección, así como el riesgo de disminución e incluso de extinción por segado en su medio de las especies de interés.
La recolección de algas de arribazón puede justificarse por tratarse de especies de domesticación difícil, cultivo complicado y demanda reducida sólo viable para desarrollar un mercado de microempresas de economía social. Los extractos que provienen de la recolección de algas nativas presentan una gran variedad con relación al contenido de los componentes activos y secundarios. Para mantener constante la composición de una preparación sería de gran ayuda disponer de una amplia zona de arribazón en la época de recolección (junio/noviembre), para recolectarlas en áreas diferentes y, mezcladas, garantizar la homogeneidad de la materia prima.
Sin embargo, el suministro de la materia prima de calidad y en cantidades suficientes para la actividad industrial puede obtenerse sólo por medio del cultivo racional de algas donde se pueda conocer profundidad de crecimiento, horas de exposición al sol y temperatura del agua, características que condicionan la existencia de activos.
2.2. Procesamiento post-recolección
El procesamiento post-recolección tiene como objetivo la conservación de las características físicas, químicas, organolépticas y farmacológicas de las algas. Un procesamiento post-recolección inadecuado daría como resultado una materia prima de baja calidad, con pérdida de principios activos, así como un aumento de la carga microbiana y una pésima presentación comercial. Las pérdidas de principios activos involucran:
- Degradación por procesos metabólicos
- Hidrólisis de los compuestos
- Descomposición por la luz
- Descomposición enzimática
- Degradación de las sustancias termolábiles debido al calor
- Contaminación por hongos y bacterias.
La primera etapa del procesamiento post-recolección involucra el examen y la separación manual de las partes deterioradas, manchadas y con señales de ataque por insectos y/o hongos. Como etapa siguiente, Cáceres-1996, recomienda lavar las algas con agua caliente y, en seguida desinfectarla con una solución de hipoclorito de sodio o de calcio. Es un procedimiento que suscita controversias porque si el lavado con agua retira de las algas la arena adheridas, puede también retirar parte de los principios activos y, ciertamente, aumenta la humedad del material, que necesitará más tiempo para ser secado. El lavado con hipoclorito reduce la carga bacteriana; sin embargo, como el hipoclorito es oxidante, existe el riesgo de oxidar también los principios activos. Este proceso de lavado no es usual en nuestro caso, comprobado que el nivel de salinidad final permite una conservación natural de las algas molidas y envasadas. Nosotras las lavaremos con agua de mar, evitando en lo posible el lavado con agua dulce.
La etapa más importante del procesamiento post-recolección es, sin duda, el secado. La industria utiliza algas secas, lo cual facilita su conservación por períodos de tiempo prolongados. Las excepciones son las plantas que son utilizadas para obtener aceites esenciales, tinturas homeopáticas y algunos pocos extractos, como el de alcachofa (Cynara scolymus) o de algas rojas por FYBOA-UMA, que son procesadas frescas.
El proceso de secado reduce el contenido de humedad a 5%-12%, perdiendo entre un 70%-80% de su peso para la fronda (hoja).
El secado interrumpe los procesos de degradación causados por enzimas o fermentos, impide el desarrollo de microorganismos y las reacciones de oxidación y de hidrólisis. Sin embargo, si este proceso involucra calor, pueden presentarse pérdidas de sustancias volátiles, así como el riesgo de degradación de las sustancias termolábiles. La mayoría de las algas deben ser secadas colgadas en tendedero a la sombra, con viento, mejor de levante (viento seco de nuestro pueblo, Tarifa), y sin ser expuestas a la noche. Si es necesario dar un toque de calor pueden ser secadas a 50ºC en horno abierto.
La opción de extractos con algas frescas es la elegida por nuestro compañeros de FYBOA-UMA para extracción de polifenoles con acción antioxidante y/o aminoácidos tipo micosporina (algas rojas): Asterina 330 y Shirorine, con funciones fotoprotectora y antioxidante. Pero necesitan de una recolección y procesamiento inmediato o instalaciones de congelación ultrarápida a -80ºC para evitar su degradación.
2.3. Almacenamiento
La conservación de las algas por períodos prolongados de tiempo depende de las condiciones de almacenamiento; las condiciones apropiadas deben impedir que el producto tenga contacto con el sol, el polvo, los roedores y los insectos y otros factores de degradación que impidan la pérdida de los principios volátiles.
El material puede ser guardado en envases herméticos donde el alto índice de salinidad evitará su degradación, en lugar fresco, seco y sin luz solar. Cada envase debe etiquetarse y constar el nombre científico del alga y la parte usada, la fecha de recolección, el nombre del recolector, el origen y el número de lote.
3. Cómo hacemos un extracto:
Una vez tengamos la materia prima en las condiciones de molienda adecuada, partículas de 2mm, lo siguiente será elegir los disolventes polares de carácter cosmético:
1. Agua.
2. Agua 50% + Alcohol (absoluto o 96º) 50%.
3. Agua 50% + Glicerol 50% (glicerina vegetal líquida).
4. Agua 50% + Propilenglicol 50%.
Otra variable a elegir será la temperatura para macerar las algas, para poner en contacto sólido (alga) – líquido (disolvente):
a) Para sólo agua se necesita una temperatura de al menos 80ºC.
b) Para agua + alcohol no se debe sobrepasar 36ºC.
c) En caso de usar agua mezclada con glicerina vegetal o propilenglicol se pueden colocar a temperaturas desde 36ºC hasta 80ºC, siendo la recomendada 50ºC.
d) En cualquier caso, si las algas son frescas, no se han sometido a secado para evitar la pérdida de activos termolábiles (antioxidantes, proteínas, vitaminas) no se debe sobrepasar los 36ºC para seguir preservando los biaoctivos que se pretenden extraer. Cuando el alga es seca, se pretende que la temperatura ayude a que el disolvente penetre en las células para extraer, fundamentalmente, polisacáridos. Son buenas opciones temperaturas de 50ºC a 80ºC.
La siguiente variable que incide es el tiempo de maceración. Conocemos por las pruebas de FYBOA-UMA que el alga se satura en 4 horas si se aplica calor. Por lo tanto, éste debe de ser el máximo, siendo una medida eficiente desde el punto del gasto energético usar 50ºC durante 2 horas, ya que se alcanza casi el 90% de extracción total.
La proporción alga/disolvente puede ser 1: 20 ó 1:10, es decir, 50 gramos de alga seca molida para 1 kg de disolvente; o 100 gramos de alga seca molida para un kg de disolvente
La herramienta de laboratorio que permite extracciones sólido-líquidos es cara. Para nosotros, hasta la fecha, la Thermomix ha sido la sustituta amable y económica (en comparación con los costes de los equipos de extracción profesionales) para realizar la maceración de un extracto. Controla el tiempo, la temperatura y como extra puedes elegir movimiento. Un protocolo estándar:
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Disolvente 50%agua + 50%glicerol, con temperatura 50ºC, durante 2 horas, movimiento lento y continuo. La concentración de algas solvente es del 10% (1:10), en un litro de solvente se echan 100 gr de algas secas y molidas a 2 mm.
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Se pesa 500 gr de agua y 500 gr glicerol. Se vierte la mezcla en el vaso de la Thermomix y se programa durante 5 minutos a temperatura 50ºC en velocidad cuchara. Cuando llegue a esa temperatura verificar con termómetro; verter 100 gramos de nuestras algas secas molidas y volver a programar 60 minutos por 2 veces, siempre a 50ºC, velocidad cuchara. Una vez terminado batir a velocidad 10 durante 20 segundos.
La parte final de una extracción es separar el sólido del líquido resultante donde se han incorporado los bioactivos extraídos. Para ello usamos el percolador. Los percoladores son recipientes de vidrio cilíndrico con grifo de entrada (para el disolvente) y salida (para el extracto) y su tamaño es fundamental para la obtención de un buen extracto.
Para finalizar el proceso de extracción en el protocolo anteriormente descrito:
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Echar en percolador para un enfriamiento que evite la evaporación. Tres capas de filtrado: malla, algodón, arena de sílice, abriendo el grifo para su filtrado. Si en verano el calor pone en peligro el extracto, colocar en nevera.
El producto final debe ser envasado en un recipiente hermético e higienizado, colocando una etiqueta imborrable/permanente que tenga, al menos, los siguientes datos:
- Especia algal y parte del alga seleccionada.
- Lugar y fecha de recolección.
- Tipo de disolvente, temperatura y tiempo de extracción.
- Fecha de fabricación y caducidad.
- Método de conservación.
- Número de lote.
Si el disolvente elegido es sólo agua debe obligatoriamente conservarse en frío, mejor congelación. Si existe un 20% de glicerol o alcohol en el disolvente no es necesario mantener en nevera o congelado, ya que ese porcentaje tiene capacidad conservante/bactericida, si bien no se debe exponer a temperatura extrema ni a cambios térmicos bruscos.