Abstract The objective of this study was to find the optimal conditions to obtain cardamom oil extracted by SCF on a semi-industrial scale, with yields equal or superior to those obtained using the conventional methods, but with sensory quality and a technique competitive for international markets. In addition microcapsules were produced allowing for an increase in oil solubility, without affecting sensory features such as aroma and flavour. The cardamom seeds were obtained in the city of Tarso-Antioquia (Colombia), and were conditioned to be extracted by SCF on a laboratory scale at 200 and 400 Bar and 50 to 60 °C with three replicates at the centre point at 300 Bar and 55 °C, according to a central compound design. The results were optimized by response surface methodology according to efficiency (%) and the contents of 1,8-cineole and α-terpenyl acetate. The final conditions (50 °C, 400 Bar) were scaled up for a semi-industrial extractor, obtaining an oil with a yield of 8.54 ± 1.09% and concentrations of 1,8-cineole of (28.37 ± 1.80% w / w) and α-terpenyl acetate of (32.93 ± 1.24% w/w), as analysed by GC-FID. A complementary characterization of the oil was mainly focused on the sensory profile and physicochemical tests, obtaining a balance in the scores for the attributes (herbal 3.0, mint 2.6, floral 2.4 and citric 2.3) and for the colour index (+2 to +20). The oil was microencapsulated by spray drying with a mixture of gum Arabic, maltodextrin and modified starch (4/6, 1/6, 1/6), respectively. Microcapsules were obtained with a particle size between 12.2 and 25.78 µm, allowing for distribution in an aqueous solution at 13.18 µm, with an increase in the solubility of the oil in the polar matrix at room temperature.
Resumen El objetivo de este trabajo radicó en encontrar las condiciones óptimas para la obtención de un aceite de cardamomo, extraído por FSC a escala semi-industrial, con rendimientos iguales o superiores a los métodos convencionales, pero con calidad sensorial y técnica competitiva para los mercados internacionales, así como la producción de microcápsulas del aceite que permitieran incrementar la solubilidad, sin afectar las características sensoriales como aroma y sabor. Las semillas de cardamomo se obtuvieron en el municipio de Tarso, (Antioquia, Colombia), se acondicionaron para ser extraídas por FSC a escala de laboratorio a 200.400 bar y 50 °C, 60 °C, con tres réplicas al centro a 300 bar y 55 °C, de acuerdo a un diseño central compuesto y la optimización de los resultados por superficie de respuesta según el rendimiento (%) y contenido de 1,8-cineol y acetato de α-terpenilo. Las condiciones finales (50 °C, 400 bar) se escalaron a un extractor semi-industrial hasta obtener un aceite con un rendimiento de 8,54 ± 1,09% y una concentración de 1,8-cineol (28,37 ± 1,80% p/p) y acetato de α-terpenilo (32,93 ± 1,24% p/p), analizados por GC-FID. La caracterización complementaria del aceite se encaminó al perfil sensorial y pruebas fisicoquímicas, con un resultado de atributos balanceados (herbal: 3,0, menta: 2,6, floral: 2,4 y cítrico: 2,3) e índice de color entre (+2 y +20). El aceite fue microencapsulado por secado por aspersión con una mezcla de goma arábiga, maltodextrina y almidón modificado (4/6, 1/6, 1/6) respectivamente. Se obtuvieron microcápsulas con un tamaño de partícula entre 12,2 y 25,78 µm y una distribución de la misma en solución acuosa de 13,18 µm, lo que permitió el aumento de la solubilidad del aceite en una matriz polar a temperatura ambiente.