Extracción de vainillina y ácido vanílico empleando disolventes eutécticos profundos

Abstract

La vainillina y el ácido vanílico son compuestos de alto valor añadido con diversas aplicaciones en la industria alimentaria, farmacéutica, cosmética o perfumería, entre otras. Estos compuestos fenólicos son compuestos orgánicos aromáticos con grupos metoxi e hidroxi en sus posiciones tres y cuatro, y el correspondiente grupo aldehído y carboxílico, respectivamente. La vainillina, el compuesto de más interés, es el principal componente de la vainilla, uno de los sabores más empleados en la industria alimentaria, y se encuentra en la mayoría de dulces, tartas o galletas. Sin embargo, esta presencia no se limita solo a aquellos productos que tienen sabor a vainilla sino también en sabores a frutas, chocolate o caramelo, entre otros. Se trata de un potenciador del sabor y un agente que enmascara sabores no deseados como el amargo. Además, la vainillina y derivados, entre ellos el ácido vanílico, se caracterizan por sus propiedades antibacterianas, lo que convierten a esta familia de compuestos fenólicos en potenciales fuentes de nuevos conservantes para alimentos. A pesar de que la principal aplicación de la vainillina es en la industria alimentaria (aproximadamente el 80%), se trata de un compuesto de gran relevancia en la industria farmacéutica por sus numerosas propiedades bioactivas: antimicrobianas, antioxidantes, anticancerígenas y antisépticas, entre otras. Las múltiples aplicaciones de este valioso compuesto y derivados justifican su interés industrial y la problemática derivada de su alta demanda. La vainillina natural procede de vainas de vainilla curadas de la flor de origen mesoamericano Vanilla planifolia. Su polinización se realiza manualmente siendo Madagascar e Indonesia los principales productores. Este método de cultivo implica una limitada capacidad de producción: 2.000 toneladas de vainas anuales, aproximadamente. Teniendo en cuenta que la cantidad de vainillina presente en las vainas no supera el 2%, la vainillina de origen natural que es posible obtener asciende únicamente a 40 toneladas. La demanda mundial de este compuesto es de 20.000 toneladas anuales, es decir, solo se cubre el 0,2% de dicha demanda. Esta situación ha impulsado la búsqueda de nuevas vías para la obtención de vainillina y diversificar las fuentes de las que proviene: el petróleo (85%), biomasa leñosa (15%) y vainas de vainilla (<1%). La vainillina artificial fabricada anualmente ronda las 18.000 toneladas y el 85% de ella proviene del guayacol a partir de dos posibles vías: proceso Ex-catecol y proceso ex-ONCB desde el benceno. Otra forma de síntesis es el proceso exlignina, que permite la obtención de vainillina a partir de sulfitos residuales. Sin embargo, una creciente tendencia de los consumidores por los productos “naturales”, así como una regulación cada vez más estricta para conseguir este tipo de etiquetado (en Europa más exigente que en EEUU), ha incentivado la investigación dedicada a distintos procesos de obtención de vainillina natural; este es el caso de la producción vainillina Rhovanil natural a partir de la fermentación de ácido ferúlico llevada a cabo por la empresa belga Solvay, o a partir de curcumina obtenida por De Mochy Aromatics. Una tercera opción válida para los fabricantes con consumidores no tan exigentes ha sido recurrir a la vainillina de origen no petroquímico derivada de las biorrefinerías. Esta vainillina, además de más barata, es calificada de renovable por la materia prima empleada, donde el 90% de la biomasa se emplea para la manufactura de productos y el porcentaje restante en producción de energía.