DEGRADAÇÃO DOS ÉSTERES DE FORBOL PRESENTES EM TORTA E FARELO DE Jatropha curcas L. UTILIZANDO DIFERENTES TRATAMENTOS

ISBN 978-85-85905-15-6

Área

Química Verde

Autores

Alves Rodrigues, D. (UFV) ; Jacinto Demuner, A. (UFV) ; de Almeida Barbosa, L.C. (UFMG) ; Domingos Fabris, J. (UFVJM) ; Gonçalves de Siqueira, F. (EMBRAPA) ; Antônio Mendes Pereira, G. (UFV)

Resumo

A presença dos ésteres de forbol nos subprodutos da Jatropha curcas L. inviabilizam sua utilização direta na alimentação animal. Dessa forma, objetivou-se com este estudo selecionar tratamentos para a degradação dos ésteres de forbol presentes nestes subprodutos. Os tratamentos adotados foram: exposição à alta temperatura (120 °C); à radiação gama (30 KGy); à luz ultravioleta por 3 horas; e as amostras foram misturadas a solução aquosa de hidróxido de amônio e ureia a 35° C por 45 minutos. Os tratamentos reduziram os teores dos ésteres de forbol nos subprodutos, todavia, nenhum tratamento foi capaz de reduzir a níveis atóxicos. A solução de hidróxido de amônio foi a mais promissora, sendo necessários estudos que realizem a otimização deste tratamento para a melhoria de sua eficiência.

Palavras chaves

Jatropha curcas L.; ésteres de forbol; degradação

Introdução

O pinhão-manso (Jatropha curcas L.) é uma das oleaginosas de grande potencial na produção de biodiesel. Os biocombustíveis tem atraído atenção por serem fontes de energia renováveis e biodegradáveis, constituindo fonte alternativa para a substituição dos combustíveis fósseis, que estão associados a desequilíbrios ambientais, como aquecimento global e chuva ácida. A produção do biodiesel gera subprodutos, que devem ser foco de análises mais detalhadas, pois podem ser determinantes na viabilidade econômica da produção deste combustível. Dentre os principais, pode-se citar a glicerina, a torta e o farelo das oleaginosas. A torta e o farelo resultante da extração do óleo das sementes de pinhão- manso são considerados fontes ricas em proteínas (28% de proteína bruta dependendo do método de extração do óleo), todavia, estes subprodutos apresentam compostos tóxicos que inviabilizam a sua utilização como complemento proteico nas formulações em dietas de animais. Os ésteres de forbol são os principais componentes tóxicos presentes no pinhão-manso, são moléculas derivadas do diterpeno tetracíclico, restritos a família Euphorbiaceae e Thymeleaceae, que ativa a proteína quinase C de forma semelhante ao diacilglicerol regulando sinais de vias transdutoras e outras atividades metabólicas celulares. (GOEL et al. 2007). Estes compostos são estáveis termicamente e lipossolúveis. Por serem lipossolúveis, grande parte dos ésteres de forbol são extraídos juntamente com óleo. Para serem considerados atóxicos, os subprodutos devem apresentar concentrações dos ésteres de forbol inferiores a 0,11 mg g-1 (MAKKAR et al., 2008), valores não alcançados somente com processo de extração mecânica. Neste sentido, para que sejam utilizados na alimentação animal é necessária a destoxificação destes subprodutos. Dessa forma, objetivou-se com este estudo selecionar tratamentos para a degradação dos ésteres de forbol presentes na torta e farelo de pinhão-manso.

Material e métodos

A amostra de torta de pinhão-manso foi oriunda de uma variedade selecionada para produção de biodiesel desenvolvida pela Embrapa Hortaliças localizada no município de Brasília-DF. A amostra de farelo foi obtida a partir da extração do óleo remanescente na torta após a extração mecânica. A extração dos ésteres de forbol presentes na torta e no farelo de pinhão- manso foi realizado seguindo a metodologia proposta por Devappa et al., (2013). A identificação e quantificação dos teores dos ésteres de forbol foi realizada utilizando a técnica de cromatografia liquida de alta eficiência (CLAE) seguindo a metodolgia de Devappa et al., (2013). Os seguintes tratamentos para degradação dos ésteres de forbol foram adotados: a) exposição à alta temperatura (120 °C), b) exposição à radiação gama (30 KGy), c) exposição à luz ultravioleta (3 horas), c) tratamento com solução aquosa de hidróxido de amônio (3 % m/m) e d) tratamento com solução de ureia (3% m/m). O tratamento térmico foi realizado mantendo as amostras em estufa a 120 °C por 6 horas. No tratamento com radiação gama, as amostras foram submetidas à exposição de 30 KGy. No tratamento com radiação UV, as amostras foram expostas à radiação UV, utilizando lâmpada de mercúrio de baixa pressão (15 W) em câmara escura por 3 horas. Os tratamentos utilizando solução aquosa de hidróxido de amônio e solução de ureia (3% m/m) respectivamente foram realizados da seguinte maneira: as amostras de torta (2 g) e a solução aquosa de hidróxido de amônio (3% m/m) (10 mL) foram adicionadas a um balão (50 mL). A mistura foi agitada a 200 rpm a 35 °C por 45 minutos. Em seguida, a mistura foi filtrada e lavada com água destilada até pH 7. O mesmo procedimento foi realizado substituindo a solução aquosa de hidróxido de amônio por solução de ureia. Todos os tratamentos foram realizados em triplicata. Os tratamentos foram dispostos em delineamento inteiramente casualisado, em esquema fatorial 2 x 5, sendo o primeiro fator constituído pelos dois tipos de amostras (torta e farelo) e o segundo fator constituído pelos diferentes tratamentos de degradação (solução de hidróxido de amônio (3% m/m), solução de ureia (3% m/m), tratamento térmico (120 °C), radiação gama (30 KGy), e luz ultravioleta (3 horas). Os dados foram submetidos à análise de variância (ANOVA) e, os efeitos significativos submetidos ao teste de Tukey ao nível de confiança de 5% de probabilidade.

Resultado e discussão

Os quatros picos dos ésteres de forbol foram observados no intervalo de 14 a 20 minutos utilizando o fluxo de 1,3 mL min-1 (Figura 1). Os picos foram identificados por comparação dos espectros de UV com dados reportados na literatura. Todos os picos foram quantificados em equivalência ao padrão 12- miristato-13-acetato de forbol (PMA). As concentrações iniciais encontradas na torta e no farelo de pinhão-manso foram 0,452 mg g-1 e 0,224 mg g-1 respectivamente. No estudo da análise de variância foi observado efeito significativo na interação entre os tipos de amostras e os tratamentos, por esta razão foi realizado o estudo do desdobramento da interação entre os fatores. Todos os tratamentos reduziram os teores dos ésteres de forbol presentes tanto na torta quanto no farelo de pinhão-manso, com destaque para o uso de solução aquosa de hidróxido de amônio, solução de ureia e radiação gama (Figura 2). Todavia, de acordo com Makkar, et al., (2008), para que os subprodutos da extração do óleo de pinhão-manso sejam considerados atóxicos a animais, as concentrações dos ésteres de forbol devem estar abaixo de 0,11 mg g-1, valor não alcançado em nenhum dos tratamentos. Sendo necessário a otimização do melhor tratamento que foi com solução aquosa de hidróxido de amônio na busca por níveis considerados atóxicos.

Cromatograma dos ésteres de forbol utilizando 80:20 (Acetonitrila/Água), fluxo de 1,3 mL min-1.


Concentração dos ésteres de forbol (mg g-1) presentes na torta e no farelo de pinhão-manso submetidos aos diferentes tratamentos de degradação.

Conclusões

O tratamento com solução aquosa de hidróxido de amônio foi o mais promissor na redução dos ésteres de forbol presentes tanto na torta quanto no farelo de pinhão-manso. A otimização deste tratamento está sendo realizada a fim de alcançar níveis atóxicos destes subprodutos possibilitando assim sua inclusão na dieta de animais.

Agradecimentos

CAPES, CNPq, FAPEMIG, EMBRAPA

Referências

DEVAPPA, R. K.; BINGHAM, J. P.; KHANAL, S. K.. High performance liquid chromatography method for rapid quantification of phorbol esters in Jatropha curcas seed. Industrial Crops and Products. v. 49, p.211-219, 2013.
GOEL, G. et al., Phorbols ESters: Structure, Biological Activity, and Toxicity. Internation. Journal of Toxicologiy, v. 26, p. 279-288, 2007.
MAKKAR, H. P. S.; MARTINÉZ-HERRERA, J.; BECKER, K. Variations in seed number per fruit, seed physical parameters and contents of oil, protein and phorbol ester in toxic and non-toxic genotypes of Jatropha curcas. Journal of Plant Sciences, v.3, n.3, p. 260-265, 2008.